趨化因子受體4在骨肉瘤中的作用及機(jī)制的研究進(jìn)展

韋秋業(yè) 鄒崇祺 賴昌生

【關(guān)鍵詞】 CXCR4；骨肉瘤；VEGF；β連環(huán)蛋白

中圖分類號(hào)：R738.1 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：ADOI：10.3969/j.issn.10031383.2017.05.026

骨肉瘤是發(fā)病率最高的原發(fā)性惡性骨腫瘤，年發(fā)病率約為4/100萬(wàn)[1]。世界范圍內(nèi)，兒童和青少年所有惡性腫瘤中骨肉瘤發(fā)病率排第三位，死亡率居首位[2]。骨肉瘤80%～90%發(fā)生于股骨、髂骨等，其中長(zhǎng)骨干多見，發(fā)生在手和足等肢端的不到1%[3]，肺是最常見的遠(yuǎn)處轉(zhuǎn)移部位。目前雖然手術(shù)及化療藥物有了很大改善，但伴遠(yuǎn)處轉(zhuǎn)移的骨肉瘤患者5年生存率仍只有約20%[4]，多數(shù)患者初診時(shí)病灶已發(fā)生肺轉(zhuǎn)移是生存率低的主要原因，但有報(bào)道稱，只有15%～20%的骨肉瘤患者初診時(shí)被發(fā)現(xiàn)有遠(yuǎn)處轉(zhuǎn)移病灶[5]，隨即有學(xué)者提出，在門診確診時(shí)幾乎所有單純骨肉瘤患者都已出現(xiàn)了“微轉(zhuǎn)移”，因?yàn)樵诋?dāng)前的化療技術(shù)出現(xiàn)前，采用單純截肢的方法治療的原位骨肉瘤患者80%最終出現(xiàn)遠(yuǎn)處轉(zhuǎn)移，患者對(duì)化療的耐藥性會(huì)隨著轉(zhuǎn)移而急劇升高，最終顯著降低5年存活率[6]。目前對(duì)于骨肉瘤的治療，特別是骨肉瘤伴遠(yuǎn)處轉(zhuǎn)移的治療仍缺乏有效的措施，因此，對(duì)于骨肉瘤侵襲、遷移等行為機(jī)制的研究意義重大，對(duì)分子、基因水平的診斷和治療方法的研究對(duì)提高骨肉瘤患者的生存率有確切效果。研究業(yè)已發(fā)現(xiàn)，趨化因子受體4（CXCR4）在骨肉瘤增殖、轉(zhuǎn)移、侵襲和血管生成等方面發(fā)揮重要作用，其抑制劑AMD3100用于治療骨肉瘤的轉(zhuǎn)移有明顯效果，因而CXCR4信號(hào)通路在骨肉瘤中的作用及相關(guān)機(jī)制成為研究的熱點(diǎn)。筆者對(duì)CXCR4在骨肉瘤中的作用及機(jī)制進(jìn)行如下綜述。

1CXCR4及CXCL12/CXCR4信號(hào)通路的一般概述

趨化因子屬于小分子超家族，趨化因子結(jié)合細(xì)胞膜G蛋白偶聯(lián)的7次跨膜轉(zhuǎn)運(yùn)受體，通過(guò)鳥嘌呤核苷酸綁定的蛋白啟動(dòng)細(xì)胞內(nèi)的信號(hào)級(jí)聯(lián)促進(jìn)趨化因子源的遷移。趨化因子根據(jù)其氨基酸序列分為四類：CXC、CX3C、CC和C。 CXCL12是一種CXC趨化因子，其為從骨髓派生的基質(zhì)細(xì)胞系克?。ㄗ畛踅蠸DF1），CXCL12參與造血干細(xì)胞分化、成熟的過(guò)程。在人類CXCL12的四個(gè)亞型（分別為CXCL12γ、CXCL12δ、 CXCL12ε、CXCL12）特別表達(dá)在一些組織中，它們來(lái)自選擇性剪接事件，共用相同的前三個(gè)外顯子。

CXCR4屬于G蛋白偶聯(lián)受體（GPCRs），CXCR4選擇性結(jié)合CXC趨化因子CXCL12發(fā)揮作用。CXCR4與CXCL12的結(jié)合引起G蛋白受體構(gòu)象的改變并且促進(jìn)G蛋白異三聚物的激活，三聚物離解成Gα和Gβγ單體導(dǎo)致CXCR4的下游各自信號(hào)通路的啟動(dòng)。CXCR4激活四種不同的Gα單體，主要耦合Gαq和Gαi[7]。Gαq的激活調(diào)控蛋白激酶C（PKC）導(dǎo)致Ca2+的釋放。Gαi通路與Akt、Erk1/2和Cdc42級(jí)聯(lián)的激活相關(guān)，分離的Gβγ激活磷脂酶C（PLC）和磷酸肌醇3激酶（PI3K）。CXCR4信號(hào)最終導(dǎo)致基因轉(zhuǎn)錄、細(xì)胞黏附和細(xì)胞遷移因而參與多種腫瘤的調(diào)控。CXCR4在多種癌癥中表達(dá)，如胃腸道癌癥、乳腺癌、前列腺癌、卵巢癌[8]、肺癌、神經(jīng)膠質(zhì)瘤[9]和惡性黑色素瘤[10]，并且和腫瘤的進(jìn)程及預(yù)后有關(guān)。CXCL12綁定與其同源的受體CXCR4，激活CXCL12/CXCR4信號(hào)通路，能提高乳腺癌和非小細(xì)胞肺癌增殖和血管生成能力。

2CXCR4在骨肉瘤中的作用

在骨肉瘤組織中，CXCR4的陽(yáng)性表達(dá)比例約為86%，并且與腫瘤的臨床分期、侵襲性和遷移能力密切相關(guān)。CXCR4 mRNA或蛋白表達(dá)升高，骨肉瘤的侵襲性和遷移能力增強(qiáng)。在骨肉瘤的進(jìn)程中，CXCR4的作用及機(jī)制被廣泛地研究，Carolinad等[11]發(fā)現(xiàn)在轉(zhuǎn)移的病人中轉(zhuǎn)移病灶和原發(fā)病灶CXCR4表達(dá)增加，說(shuō)明其在骨肉瘤轉(zhuǎn)移到肺過(guò)程中可能發(fā)揮作用，但在遲發(fā)轉(zhuǎn)移的樣本中沒有發(fā)現(xiàn)CXCR4高表達(dá)，可能的原因是一旦骨肉瘤細(xì)胞創(chuàng)造了轉(zhuǎn)移的微環(huán)境，CXCR4信號(hào)通路不再是必需的了。路遙等人[12]的研究認(rèn)為骨肉瘤組織中的CXCR4陽(yáng)性表達(dá)（86.7%）較骨軟骨組織的陽(yáng)性表達(dá)率（20%）高。CXCR4的表達(dá)與臨床Ennecking分期轉(zhuǎn)移有關(guān)，CXCL12可以促進(jìn)骨肉瘤細(xì)胞遷移，CXCR4抑制劑AMD3100則抑制細(xì)胞遷移能力。CXCR4高表達(dá)與骨肉瘤轉(zhuǎn)移具有相關(guān)性，高表達(dá)可提示轉(zhuǎn)移情況，并且CXCR4高表達(dá)與3年總生存率相關(guān)，高表達(dá)則預(yù)后不良，CXCR4在低年齡組表達(dá)更高[13]。關(guān)國(guó)鋒等[14]研究了骨肉瘤和骨軟骨瘤標(biāo)本的CXCR4表達(dá)情況及其與臨床病理參數(shù)之間的關(guān)系，發(fā)現(xiàn)CXCR4在骨肉瘤中的陽(yáng)性表達(dá)率（86.96%）明顯高于骨軟骨瘤的陽(yáng)性表達(dá)率（16.67%），CXCR4表達(dá)水平與骨肉瘤的轉(zhuǎn)移和臨床分期密切相關(guān)，與性別、年齡、腫瘤體積及腫瘤分化程度無(wú)明顯關(guān)系。Lin等[15]的研究認(rèn)為骨肉瘤樣本中CXCR4的表達(dá)與生存期短及轉(zhuǎn)移進(jìn)程有關(guān)，其發(fā)現(xiàn)骨肉瘤CXCR4陽(yáng)性確實(shí)顯示更長(zhǎng)的生存期，與一般的報(bào)道結(jié)果不同，分析原因可能是研究使用不同的抗體并且沒有描述脫鈣的類型。綜上所述，通過(guò)使用免疫組化及qRTPCR方法檢查骨肉瘤組織和骨肉瘤細(xì)胞發(fā)現(xiàn)，CXCR4表達(dá)在大部分的骨肉瘤組織中，表達(dá)比例約為86%，CXCR4在骨肉瘤中的表達(dá)水平與腫瘤臨床分期、細(xì)胞侵襲性和遷移性密切相關(guān)，與患者的年齡、性別、腫瘤體積無(wú)關(guān)。CXCR4在骨肉瘤中的表達(dá)水平與腫瘤的分化程度的關(guān)系還有爭(zhēng)論，可能與部分研究的病例數(shù)不足有關(guān)系。

3CXCR4在骨肉瘤中的作用機(jī)制

CXCR4在骨肉瘤中的表達(dá)已經(jīng)進(jìn)行了一定的研究，其與腫瘤的轉(zhuǎn)移和預(yù)后密切相關(guān)，對(duì)多種作用機(jī)制也進(jìn)行了初步探索。

3.1CXCR4與ERK信號(hào)通路在骨肉瘤中的作用機(jī)制

轉(zhuǎn)移是多階段的過(guò)程，包括惡性細(xì)胞從器官的腫瘤組織遷移到遠(yuǎn)處器官的多個(gè)生物階段，轉(zhuǎn)移的細(xì)胞經(jīng)歷原發(fā)腫瘤的逃逸，循環(huán)中的生存和轉(zhuǎn)移的遠(yuǎn)處部位的生長(zhǎng)等階段。目前有研究發(fā)現(xiàn)ERK信號(hào)通路參與多種腫瘤細(xì)胞的增殖、分化和轉(zhuǎn)移的過(guò)程。Wu J等[16]研究發(fā)現(xiàn)ERK信號(hào)通路的阻斷能抑制黑色素瘤細(xì)胞的增殖；Zhang L等[17]發(fā)現(xiàn)阻斷ERK信號(hào)通道能抑制腫瘤血管生成，進(jìn)而抑制腫瘤的轉(zhuǎn)移。對(duì)于ERK信號(hào)通路與CXCR4之間的關(guān)系，陶忠樺等[18]研究發(fā)現(xiàn)乳腺癌中ERK信號(hào)通路阻斷后CXCR4表達(dá)量明顯下調(diào)，細(xì)胞侵襲能力降低。研究認(rèn)為[19]，骨肉瘤中的MEK/ERK通路激活了MMP2的表達(dá)并參與調(diào)控細(xì)胞耐藥的信號(hào)通路機(jī)制，ERK1/2直接參與MMP2表達(dá)的調(diào)控，因此在骨肉瘤中，CXCR4通過(guò)ERK信號(hào)通路的激活可能影響腫瘤細(xì)胞的轉(zhuǎn)移及耐藥性，對(duì)ERK信號(hào)通路的研究對(duì)骨肉瘤轉(zhuǎn)移及耐藥的治療可能有幫助。endprint