CC趨化因子7研究進(jìn)展

呂中華，陳逸倫，耿曉雯，程慶強(qiáng)，王高坤，任藝虹

(解放軍總醫(yī)院心血管內(nèi)科，北京100853)

CC趨化因子7(Chemokine C-C motif ligand 7，CCL7)又稱單核細(xì)胞趨化蛋白3(monocyte chemotactic protein-3，MCP-3)，廣泛存在于單核細(xì)胞、腫瘤細(xì)胞及成纖維細(xì)胞中。在人骨肉瘤細(xì)胞的培養(yǎng)上清液中發(fā)現(xiàn)，其與 CCL2(MCP-1)、CCL8(MCP-2)有60%～71%的同源性。因其單核細(xì)胞趨化作用，被命名為 MCP-3，后被重命名為 CCL7。本文將對(duì)CCL7的結(jié)構(gòu)、免疫調(diào)節(jié)作用、損傷修復(fù)作用、與肝素的作用、促纖維化作用等方面進(jìn)行綜述。

1 CCL7的結(jié)構(gòu)

1．1 基因結(jié)構(gòu)

CCL7基因位于人第17號(hào)染色體(17q11．2-12)32，全長(zhǎng)2017 bp，包含3個(gè)外顯子和2個(gè)內(nèi)含子。第1個(gè)外顯子編碼5’端的非編碼區(qū)、N端信號(hào)肽和其前2個(gè)氨基酸;第2個(gè)外顯子編碼第3至42個(gè)氨基酸殘基;第3個(gè)外顯子編碼C末端和3’端非編碼區(qū)，此區(qū)域是多聚腺氨酸信號(hào)序列且富含AT序列。CCL7啟動(dòng)子上含有快速轉(zhuǎn)錄基因特征性的TATA盒結(jié)構(gòu)，控制轉(zhuǎn)錄活性，也含有如CAAT盒、AP-1、Ets等序列。

1．2 蛋白結(jié)構(gòu)

人CCL7基因轉(zhuǎn)錄形成長(zhǎng)約815 bp的mRNA，進(jìn)一步翻譯為含有99個(gè)氨基酸的多肽。進(jìn)入內(nèi)質(zhì)網(wǎng)后其N端的23個(gè)氨基酸被裂解，形成含有76個(gè)氨基酸的成熟蛋白。因糖基化水平的不同分子量區(qū)間為11～18 ku。糖基化是CCL7的重要加工步驟，開(kāi)始于內(nèi)質(zhì)網(wǎng)，終止于高爾基體。因糖基化后存在4種分型，考慮CCL7除N端糖基化位點(diǎn)(Asn6Thr7Ser8)外還可能存在多個(gè)潛在的 O端糖基化位點(diǎn)［1］。CCL7的N端為1個(gè)焦谷氨酸殘基，可使蛋白在埃德曼降解過(guò)程中保持穩(wěn)定［2］。磁共振檢測(cè)顯示CCL7的分子結(jié)構(gòu)包括3個(gè)β片層和1個(gè)α螺旋結(jié)構(gòu)［3］。CCL7與其他趨化因子不同主要表現(xiàn)在:(1)多數(shù)趨化因子在濃度高時(shí)以非單體形式出現(xiàn)，CCL7在高濃度(2～20 mg/ml)狀態(tài)也以單體形式存在;(2)多數(shù)趨化因子可被絲氨酸蛋白酶降解，而CCL7因有焦谷氨酸殘基保護(hù)而不被降解，但其會(huì)被明膠酶A(MMP-2)滅活。

2 CCL7的受體

目前研究證實(shí)CCL7可與細(xì)胞膜上的CCR1、CCR2、CCR3及CCR5受體特異性結(jié)合并進(jìn)一步傳遞信號(hào)來(lái)發(fā)揮趨化作用［4，5］。CCR1 是首個(gè)被分離出的CC趨化因子受體，主要在單核細(xì)胞、T細(xì)胞和樹(shù)突狀細(xì)胞等表達(dá)［5，6］。CCR2因羧基末端胞質(zhì)區(qū)域不同，可分為CCR2A和CCR2B兩種類型，其中CCR2B作用更為主要，具有體外HIV-1輔助受體的活性［7］。CCR2主要表達(dá)于單核細(xì)胞、T細(xì)胞、嗜堿性粒細(xì)胞和樹(shù)突狀細(xì)胞。CCR3是RANTES、CCL7、CCL8、CCL13和HCC-2的受體，主要在嗜酸、嗜堿性粒細(xì)胞、樹(shù)突狀細(xì)胞、肥大細(xì)胞和小膠質(zhì)細(xì)胞表達(dá)。CCR5是HIV-1毒株的主要共同受體［7］。CCL7可與CCR5結(jié)合，但不能引出下游信號(hào)傳導(dǎo)，推測(cè)CCL7可能是 CCR5的拮抗劑。CCR5、CCR2B和CCR3為潛在的HIV-1輔助受體，因此CCL7可與HIV-1競(jìng)爭(zhēng)受體而抑制其感染。

3 CCL7的調(diào)節(jié)

CCL7受調(diào)節(jié)炎癥反應(yīng)的細(xì)胞因子調(diào)節(jié)，上調(diào)還是下調(diào)依賴于細(xì)胞因子的功能和靶細(xì)胞的種類。IL-1和TNF-α可上調(diào) CCL7，而 IL-4、IL-10及 MMP-2可下調(diào)CCL7。CCL7表達(dá)的水平變化會(huì)影響其對(duì)白細(xì)胞的作用，進(jìn)一步影響炎癥反應(yīng)，減少降低炎癥反應(yīng)，增加則加強(qiáng)炎癥反應(yīng)。MMP-2抑制炎癥反應(yīng)可能部分歸因于其可抑制CCL7的表達(dá)。

4 CCL7的作用

4．1 免疫調(diào)節(jié)作用

CCL7在內(nèi)源性細(xì)胞因子和外源性細(xì)菌產(chǎn)物的作用下表達(dá)升高，后其趨化單核細(xì)胞至損傷部位并調(diào)節(jié)局部的炎癥反應(yīng)，與發(fā)病機(jī)制及臨床癥狀的產(chǎn)生有關(guān)［8］。現(xiàn)已證實(shí)高表達(dá)CCL7與過(guò)敏性鼻炎、潰瘍性結(jié)腸炎、心肌炎及多發(fā)硬化癥等多種疾病有關(guān)。CCL7還可趨化T淋巴細(xì)胞、自然殺傷細(xì)胞、樹(shù)突狀細(xì)胞、嗜酸性粒細(xì)胞、嗜堿性粒細(xì)胞等多種免疫細(xì)胞。進(jìn)一步研究發(fā)現(xiàn)CCL7趨化免疫細(xì)胞的作用使其具有潛在的抗腫瘤活性。CCL7通過(guò)趨化免疫細(xì)胞的作用增強(qiáng)了生理性抗腫瘤的能力，如其可增強(qiáng)胰腺癌患者的抗腫瘤能力［9］。但CCL7對(duì)于腫瘤存在雙重作用，其促進(jìn)細(xì)胞遷移的作用可能與腫瘤轉(zhuǎn)移相關(guān):其在非腫瘤組織中的表達(dá)可能與腫瘤細(xì)胞的區(qū)域淋巴結(jié)轉(zhuǎn)移和遠(yuǎn)處轉(zhuǎn)移有關(guān)［10］。研究顯示高表達(dá)CCL7與胃癌轉(zhuǎn)移有關(guān)［10］，與結(jié)腸癌、直腸癌向肝轉(zhuǎn)移相關(guān)［11］;Wu等［12］發(fā)現(xiàn) CCL7 可以促進(jìn)乳腺癌向腦轉(zhuǎn)移。

4．2 損傷修復(fù)作用

多功能干細(xì)胞、祖細(xì)胞具有分化潛能，因而具有促進(jìn)各種組織損傷修復(fù)的潛能。CCL7具有趨化多功能干細(xì)胞、祖細(xì)胞至損傷部位的功能，因而在組織損傷修復(fù)過(guò)程中發(fā)揮重要作用。

多項(xiàng)研究顯示CCL7與冠狀動(dòng)脈粥樣硬化相關(guān)。其可能機(jī)制如下:(1)動(dòng)脈粥樣斑塊中的氧化低密度脂蛋白為CCL7的表達(dá)傳遞信號(hào)，進(jìn)而導(dǎo)致冠狀動(dòng)脈粥樣硬化的發(fā)展;(2)冠狀動(dòng)脈平滑肌細(xì)胞分泌產(chǎn)生CCL7，其進(jìn)一步誘導(dǎo)平滑肌細(xì)胞增殖，進(jìn)而導(dǎo)致冠狀動(dòng)脈粥樣硬化和再狹窄。其誘導(dǎo)冠狀動(dòng)脈平滑肌細(xì)胞增殖的作用可被趨化因子受體(CCR2)的阻斷劑阻滯，也被ERK1/2、PI3K阻滯劑減弱［13］。CCL7可促進(jìn)急性心肌梗死的修復(fù)，幫助更好地恢復(fù)心功能，考慮與以下兩方面因素相關(guān)。(1)急性心肌梗死早期CCL7在梗死區(qū)域和梗死邊緣區(qū)域的表達(dá)均升高，進(jìn)而誘導(dǎo)多功能干細(xì)胞至損傷心肌組織進(jìn)行心肌和血管的修復(fù)，進(jìn)一步改善心功能。Schenk等［14］把間充質(zhì)干細(xì)胞注入高表達(dá)CCL7的纖維母細(xì)胞移植動(dòng)物體內(nèi)，觀察表明實(shí)驗(yàn)組心肌組織中的間充質(zhì)干細(xì)胞水平較對(duì)照組高。也有研究顯示，與對(duì)照組相比，在心肌梗死早期高表達(dá)CCL7的動(dòng)物展現(xiàn)出了更高的動(dòng)作電位振幅和更強(qiáng)的心肌收縮力［15］。同時(shí)超聲心動(dòng)圖也證實(shí) CCL7可更好地促進(jìn)恢復(fù)心功能。(2)CCL7可誘導(dǎo)循環(huán)中的血管生成細(xì)胞遷徙［16］，有助于盡早地建立側(cè)支循環(huán)，進(jìn)而促進(jìn)心肌損傷的修復(fù)。

在分娩損傷和尿失禁的動(dòng)物模型中，CCL7的表達(dá)在陰道擴(kuò)張后馬上在尿道、陰道及直腸組織中增加，且其增加與陰道擴(kuò)張時(shí)間直接相關(guān)［17］，進(jìn)而誘導(dǎo)多功能干細(xì)胞和祖細(xì)胞至損傷部位進(jìn)行組織修復(fù)。因此，CCL7可以改善因盆底肌肉功能障礙導(dǎo)致的尿失禁。但CCL7的表達(dá)及臨床作用最終取決于損傷組織的類型及損傷時(shí)間。在新生動(dòng)物模型中，肛門括約肌和陰部神經(jīng)損傷后CCL7表達(dá)均升高，但其升高的時(shí)間不盡相同，肛門括約肌損傷后CCL7表達(dá)立即上升，而陰部神經(jīng)損傷10 d后其表達(dá)才會(huì)上升［18］。

成骨細(xì)胞對(duì)于骨骼的損傷修復(fù)具有重要作用，Shinohara等［19］研究顯示CCL7可以從外周循環(huán)中誘導(dǎo)成骨細(xì)胞至骨損傷部位進(jìn)行修復(fù)，將體外培養(yǎng)表達(dá)CCL7的骨髓基質(zhì)細(xì)胞移植至骨損傷部位，后分析骨折骨痂發(fā)現(xiàn)，表達(dá)CCL7組較單純骨髓基質(zhì)細(xì)胞移植組損傷部位的成骨細(xì)胞數(shù)量多。

4．3 與肝素的作用

硫酸乙酰肝素(heparin sulfate，HS)是一種內(nèi)皮細(xì)胞相關(guān)的糖胺聚糖(glycosaminoglycan，CAG)，CCL7能夠與之穩(wěn)定地結(jié)合。Ali等［3］對(duì)缺乏CAG結(jié)合序列的CCL7進(jìn)行研究發(fā)現(xiàn)，該分子失去與HS的結(jié)合能力，雖仍可與特異性受體結(jié)合，但失去了趨化活性，由此推測(cè)CCL7與HS結(jié)合可能是其產(chǎn)生趨化作用的必要條件之一。

4．4 促纖維化作用

研究顯示CCL7可以使表皮成纖維細(xì)胞和人胎兒成纖維細(xì)胞膠原蛋白表達(dá)上升［20］。且與TGF-β存在交互作用，可能與放大TGF-β/smads信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)有關(guān)，同時(shí)TGF-β能夠促進(jìn)CCL7基因的表達(dá)，進(jìn)一步加強(qiáng)了兩者的交互作用。研究顯示CCL7促進(jìn)組織纖維化的核心是MAPK通路活化［21］。

5 總結(jié)

起初CCL7多作為炎癥因子進(jìn)行研究，但隨著對(duì)它認(rèn)識(shí)的逐步深入，發(fā)現(xiàn)CCL7在免疫調(diào)節(jié)、損傷修復(fù)、促進(jìn)組織纖維化等方面均有重要作用。免疫調(diào)節(jié)方面:CCL7作為重要的趨化因子，可能為各種免疫疾病的治療提供新的靶點(diǎn)。損傷修復(fù)方面:隨著多功能干細(xì)胞臨床應(yīng)用的進(jìn)展，CCL7作為可誘導(dǎo)其遷徙的重要因子可能會(huì)進(jìn)一步提高干細(xì)胞治療的效率和療效。因此，繼續(xù)深入研究CCL7的功能對(duì)于臨床工作具有深遠(yuǎn)的意義。

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