CXCL17在腫瘤中表達(dá)意義及功能的研究進(jìn)展

劉祖平綜述，楊成萬 審校

（西南醫(yī)科大學(xué)附屬醫(yī)院病理科，四川瀘州 646000）

炎性反應(yīng)的關(guān)鍵因子及信號(hào)通路在腫瘤微環(huán)境中發(fā)揮著重要作用，趨化因子能募集多種炎細(xì)胞到炎癥部位發(fā)揮作用。已知趨化因子也參與了腫瘤發(fā)生發(fā)展血管生成和免疫性疾病等眾多過程[1]，如CXCL12-CXCR4/CXCR7生物軸，在肝癌、乳腺癌、胃癌、前列腺癌等多種腫瘤中均有報(bào)道，與腫瘤的增殖、侵襲和轉(zhuǎn)移等生物學(xué)行為密切相關(guān)[2]。趨化因子配體17（CXC chemokine ligand 17，CXCL17）2006年發(fā)現(xiàn)以來引起關(guān)注[3-4]，在肝癌、乳腺癌、結(jié)腸癌、胰腺癌、胃癌中已有相關(guān)報(bào)道，與腫瘤的發(fā)生發(fā)展密切相關(guān)。2015年Maravillas-Montero[5]研究發(fā)現(xiàn)CXCL17受體為GPR35，并命名為CXCR8，現(xiàn)正在進(jìn)行更深入的研究。CXCL17為分泌性的因子，可通過患者血液、尿液檢測到，為潛在的臨床判斷病情的有效指標(biāo)[6]。

1 趨化因子CXCL17及其功能

趨化因子是具有多種生物學(xué)功能的超家族。配體的相對(duì)分子量為8-12KDa，它是能與受體相互作用的小分子分泌蛋白[7]。根據(jù)N端半胱氨酸殘基的數(shù)目及間隔可分為C、CC、CXC和CX3C等4大類[8]。CXCL17又稱血管內(nèi)皮生長因子趨化因子1（VEGF correlated-1 ，VCC-1），它位于染色體的19q13.2，長約15kb并含有4個(gè)外顯子，是趨化因子家族的最新成員[9]。該基因編碼119個(gè)氨基酸，前22個(gè)構(gòu)成信號(hào)肽。CXCL17蛋白分子包含6個(gè)半胱氨酸殘基，2個(gè)CXC結(jié)構(gòu)域中則包含其中4個(gè)[10]。在生理狀態(tài)下研究者收集了105個(gè)人類正常組織或細(xì)胞型中的基因表達(dá)微陣列，并測定了各種器官中的表達(dá)量，發(fā)現(xiàn)在氣管及胃表達(dá)最高[11]，也表達(dá)在肺、骨骼肌及女性生殖系統(tǒng)。CXCL17在上消化道表達(dá)穩(wěn)定，下消化道僅在炎癥或者腫瘤發(fā)生時(shí)才能檢測到[12]。也在小鼠的肺、甲狀腺、附睪、子宮中表達(dá)[3]。

CXCL17功能研究：①Pisabarro[4]通過誘導(dǎo)外周血單核細(xì)胞遷移能力時(shí)發(fā)現(xiàn)它能吸引樹突狀細(xì)胞和巨噬細(xì)胞等免疫細(xì)胞，這可能是通過ERK和p38信號(hào)通路傳導(dǎo)而不是JNK信號(hào)通路；②Weinstein EJ[3]發(fā)現(xiàn)其與血管生成關(guān)系明顯，并參與某些腫瘤的發(fā)生發(fā)展；③Lee WY[1]認(rèn)為CXCL17具有抗炎作用，當(dāng)用CXCL17處理J774小鼠骨髓原始巨噬細(xì)胞后，LPS誘導(dǎo)的IL-6、TNF-α和誘導(dǎo)型一氧化碳合酶（iNOS）表達(dá)下降；④具有穩(wěn)態(tài)/炎癥雙重功能[12]，發(fā)現(xiàn)大鼠的胃黏膜高表達(dá)CXCL17，因此猜測固有層中的CXCL17可能在組織修復(fù)和抗炎中發(fā)揮重要作用，從而有助于維持胃黏膜的完整性[1]；⑤具有致瘤性，用表達(dá)CXCL17的NIH3T3細(xì)胞注射到裸鼠皮下可形成腫瘤[3]。CXCL17的功能以及生理作用仍然不清，對(duì)于CXCL17生物學(xué)行為作用研究受到重視。

2 受體CXCR8(GPR35)

因CXCL17的受體未知，一直以來被稱為孤兒趨化因子。直到Maravillas-Montero[5]用單核細(xì)胞株THP-1通過體外誘導(dǎo)鈣通量和趨化性來回應(yīng)CXCL17，該反應(yīng)在用前列腺素2（PGE2）處理后增強(qiáng)，因此預(yù)測該細(xì)胞系表達(dá)CXCL17的受體。在篩選了人類基因表達(dá)數(shù)據(jù)庫后鑒定單核細(xì)胞表達(dá)的G蛋白偶聯(lián)受體(g protein-coupled receptors，GPCRs)后，選擇具有結(jié)構(gòu)特征的孤兒GPCR來縮小可能的趨化因子受體范圍。最后發(fā)現(xiàn)孤兒受體GPR35在粘膜組織中表達(dá)，并且與CXCL17的表達(dá)強(qiáng)烈相關(guān)。經(jīng)實(shí)驗(yàn)確定GPR35為CXCL17的受體，并建議命名為CXCR8[5]。目前對(duì)于這兩種分子之間的相互作用尚不清楚，有待進(jìn)一步探索。

GPCR超家族是最大的信號(hào)傳感家族，約由1000個(gè)成員組成[13]。CXCR8(GPR35)由gpr35基因編碼，該基因最先由O'DowdBF發(fā)現(xiàn)是位于染色體2q37.3上的開放閱讀框（ORF）[14]，它能產(chǎn)生兩種可變剪接變體:GPR35a和GPR35b[15]。GPR35a編碼309個(gè)氨基酸的ORF，GPR35b則含有31個(gè)氨基酸N端延伸，兩者體外藥理作用類似[15]。gpr35基因可能是小兒癌癥患者化療并發(fā)癥慢性蒽環(huán)霉素誘導(dǎo)的心臟毒性（AIC）相關(guān)的新型易感基因[16]。若gpr35基因異常可引起多種疾病例如：冠狀動(dòng)脈鈣化，潰瘍性結(jié)腸炎，炎癥性腸病，原發(fā)性硬化性膽管炎，自閉癥，Albight氏遺傳性骨營養(yǎng)不良癥候群，2型糖尿病和癌癥等[17]。該受體主要存在于中樞神經(jīng)、免疫及胃腸道中，但在人和小鼠的胃腸道中高表達(dá)[18]。另外，有報(bào)道在大鼠的脾臟、結(jié)腸、背根神經(jīng)以及子宮中高表達(dá)[19]。

色氨酸代謝產(chǎn)物犬尿烯酸是CXCR8(GPR35)首個(gè)報(bào)道的內(nèi)源性激動(dòng)配體，并在腦、胰腺、結(jié)腸、腎、肺、脾臟和肌肉中表達(dá)[20]。犬尿烯酸可以增加細(xì)胞內(nèi)鈣水平[21]，同時(shí)在炎性環(huán)境中犬尿烯酸含量明顯升高，這已在結(jié)腸癌炎性環(huán)境中證實(shí)[22]。Jenkins通過GPR35-β-arrestin-2相互作用發(fā)現(xiàn)，犬尿烯酸激活該受體的效力低且比大鼠直系同源物低至少100倍[23]。另一個(gè)內(nèi)源性激動(dòng)性配體為溶血磷脂酸，特別是2-油酰溶血磷脂酸（autotaxin-lysophosphatidate，LPA）[24]。LPA在細(xì)胞的增殖、抗凋亡、胰島素抵抗、血壓、肥胖[25]以及炎性微環(huán)境中腫瘤[26]的發(fā)生發(fā)展相關(guān)。而CXCL17是新近發(fā)現(xiàn)的內(nèi)源性配體，且發(fā)現(xiàn)其激活CXCR8(GPR35)的效能明顯高于前兩者[5]，目前CXCL17與GPR35的相互作用尚缺適量文獻(xiàn)支持。Park S J，應(yīng)用GPR35過表達(dá)的HEK293細(xì)胞和沉默THP-1細(xì)胞的GPR35表達(dá)這兩種方法來探索CXCL17和CXCR8(GPR35)之間的關(guān)系，發(fā)現(xiàn)CXCR8(GPR35)可發(fā)揮遷移抑制受體作用，但THP-1細(xì)胞的遷移作用則不依賴GPR35[27]。這兩種分子的具體分子機(jī)制有待進(jìn)一步闡明，故對(duì)此兩種分子的研究有極其重要的意義。CXCR8（GPR35）也有合成的外源性配體，例如扎普斯特、雙羥萘酸等，廣泛用于醫(yī)學(xué)研究及治療。

CXCR8(GPR35)具有治療多種疾病的潛力：研究發(fā)現(xiàn)它與冠狀動(dòng)脈粥樣硬化、急性心肌梗死和高血壓相關(guān)，有治療心血管疾病的潛力[28-29]；GPR35能降低疼痛強(qiáng)度相關(guān)的背根神經(jīng)元的興奮性，具有明顯抗疼痛效應(yīng)[30]；研究發(fā)現(xiàn)該受體與炎癥性腸病、缺氧應(yīng)激[17]及自身免疫性肝病中發(fā)揮重要作用[31]；參與了糖類代謝，可能作用于葡糖糖的攝取、儲(chǔ)存及運(yùn)輸?shù)确矫鎇32]，提示可作為糖代謝疾病的潛在治療靶點(diǎn)。

3 CXCL17與不同腫瘤的相關(guān)研究

3.1 CXCL17與胃癌

Mao Y[33]通過胃鏡分別收集了5例進(jìn)展期胃癌組織和癌旁正常組織后應(yīng)用基因芯片檢測兩者基因表達(dá)變化情況。人類基因表達(dá)譜分析發(fā)現(xiàn)，與對(duì)照組相比胃癌組織中有2028個(gè)基因失調(diào)，其中689個(gè)基因發(fā)生上調(diào)和1339個(gè)基因下調(diào)，下調(diào)的基因包括CXCL17。余進(jìn)龍[34]通過RT-PCR及免疫組織化學(xué)分析40例胃癌及癌旁組織中CXCL17的表達(dá)情況后發(fā)現(xiàn)：胃癌組織中CXCL17表達(dá)下調(diào)，且表達(dá)下調(diào)與胃癌的分化程度相關(guān)。生存分析發(fā)現(xiàn)CXCL17高表達(dá)組生存期較長于低表達(dá)組。這些結(jié)果說明CXCL17可能參與了胃癌的發(fā)生發(fā)展且是關(guān)鍵的預(yù)后因素之一，CXCL17可能成為胃癌的新的治療靶點(diǎn)。

3.2 CXCL17、CXCR8（GPR35）與結(jié)直腸癌

Ohlsson Lina[35]采用多種檢測方法檢測原發(fā)性結(jié)腸癌、結(jié)腸癌細(xì)胞株和正常結(jié)腸組織中CXCL17的mRNA和蛋白的表達(dá)水平發(fā)現(xiàn)：原發(fā)性結(jié)腸癌中CXCL17 mRNA表達(dá)比正常結(jié)腸組織高8000倍；CXCL17蛋白的表達(dá)也高于正常結(jié)腸。Matsui Aya[36]檢測了54種癌細(xì)胞系中CXCL17的表達(dá)，發(fā)現(xiàn)在結(jié)腸癌、乳腺癌、胃細(xì)胞系、非小細(xì)胞肺癌和胰腺癌細(xì)胞系中表達(dá)最頻繁，但在黑素瘤細(xì)胞系中不表達(dá)。免疫組織化學(xué)（IHC）顯示，50%的結(jié)直腸癌組織標(biāo)本CXCL17陽性。HT-29，KM12，LoVo和COLO205結(jié)直腸癌細(xì)胞系高表達(dá)CXCL17 mRNA。小鼠皮下成瘤模型中，用過表達(dá)CXCL17的結(jié)腸癌細(xì)胞株（DLD-1和SW620細(xì)胞）注射到SCID小鼠皮下可使腫瘤生長加快和瘤內(nèi)血管數(shù)量增加。CXCL17能在腫瘤部位募集嗜中性粒細(xì)胞樣骨髓來源的細(xì)胞，進(jìn)一步發(fā)現(xiàn)這些腫瘤與浸潤性CD11b+Gr-1高嗜中性粒細(xì)胞樣骨髓衍生細(xì)胞有關(guān)。同時(shí)還證明了外源性CXCL17表達(dá)不能轉(zhuǎn)變腫瘤的侵襲表型。這些結(jié)果表明CXCL17能招募未成熟的骨髓來源的細(xì)胞并通過血管生成促進(jìn)腫瘤。結(jié)直腸癌細(xì)胞株HCC-2998表達(dá)CXCR8（GPR35）且能誘導(dǎo)缺氧誘導(dǎo)因子1a（HIF-1a）參與腫瘤的發(fā)生發(fā)展[17]。目前CXCL17-CXCR8（GPR35）生物鐘尚未在結(jié)直腸癌中報(bào)道。

3.3 CXCL17與子宮內(nèi)膜癌

2010年Saqhir FS[37]分析I型子宮內(nèi)膜癌患者的與健康者的基因表達(dá)普發(fā)現(xiàn)28869個(gè)基因中有621個(gè)基因差異性表達(dá)。在這621個(gè)基因中，146個(gè)在腫瘤中上調(diào)，476個(gè)下調(diào)。其中CXCL17為上調(diào)基因之一，但是未進(jìn)行更深入的研究。

3.4 CXCL17與胰腺癌

Hiraoka[38]分析了胰腺導(dǎo)管內(nèi)乳頭狀黏液性腺瘤（IPMA）在進(jìn)展為導(dǎo)管內(nèi)乳頭狀黏液癌（IPMC）發(fā)展過程中人體抗腫瘤免疫應(yīng)答的變化。比較了胰腺癌發(fā)生的不同階段中腫瘤細(xì)胞的全部轉(zhuǎn)錄產(chǎn)物的基因表達(dá)普，從中篩選出兩個(gè)表達(dá)明顯有差異的基因即CXCL17與細(xì)胞間粘附分子2（ICAM2）。發(fā)現(xiàn)這兩種分子僅在IPMA表達(dá)，而在IPMC中下調(diào)。這些分子促進(jìn)了未成熟骨髓樹突狀細(xì)胞在腫瘤上皮中的浸潤和積累，隨后激活免疫應(yīng)答，說明這兩種分子協(xié)調(diào)抑制腫瘤的生長的作用。還發(fā)現(xiàn)CXCL17是唯一一個(gè)在IPMA表達(dá)高于IPMC的趨化因子，該因子也未在胰腺癌細(xì)胞系中檢測到表達(dá)；CXCL17還能誘導(dǎo)CD14+的單核細(xì)胞的特定性遷移。因此建議將CXCL17和ICAM2作為胰腺癌早期病變的危險(xiǎn)信號(hào)指標(biāo)。然而據(jù)另文獻(xiàn)報(bào)道，人胰腺癌中的CXCL17表達(dá)遠(yuǎn)高于非癌組織，胰腺癌細(xì)胞株中也檢測到表達(dá)[36]。兩者報(bào)道存在差異，有待研究考證。

3.5 CXCL17與乳腺癌

乳腺癌組織（60%的乳腺癌）與乳腺癌細(xì)胞株（MDA-MB361，BT-20，BT-474，HCC-1937，HCC-1953）均存在CXCL17的表達(dá)[36]。Guo Ya Jie[39]發(fā)現(xiàn)乳腺癌組織及細(xì)胞系均存在不同程度的CXCL17和CXCR8（GPR35）表達(dá)，且癌組織均高于癌旁組織。然而與其它腫瘤中表現(xiàn)不同的是這兩種蛋白表達(dá)水平與乳腺癌上皮細(xì)胞沒有明顯相關(guān)性。并進(jìn)一步驗(yàn)證了在乳腺癌細(xì)胞中CXCR8（GPR35）作為CXCL17的配體可能是激活了ERK通路發(fā)揮作用。分析這兩種分子與臨床病理聯(lián)系發(fā)現(xiàn)高表達(dá)CXCR8（GPR35）與晚期組織學(xué)分級(jí)和較高Ki-67表達(dá)顯著相關(guān)，然而CXCL17的表達(dá)高低與總生存期（OS）明顯相關(guān)，提示CXCL17可作為乳腺癌的獨(dú)立預(yù)后指標(biāo)。該研究首次證明了CXCL17-CXCR8（GPR35）生物軸在乳腺癌中的作用，為之后的研究奠定一定理論基礎(chǔ)。

3.6 CXCL17與肝細(xì)胞癌

IHC分析表明CXCL17在肝細(xì)胞癌（HCC）中表達(dá)（表達(dá)率83%），正常肝組織中不表達(dá)。過表達(dá)CXCL17能增強(qiáng)肝癌HepG2及SMMC7721細(xì)胞株的增殖能力，并能抑制這兩種細(xì)胞系經(jīng)順鉑誘導(dǎo)后的細(xì)胞凋亡[40]。另外用重組質(zhì)粒穩(wěn)定轉(zhuǎn)染SMMC7721細(xì)胞系過表達(dá)CXCL17后，細(xì)胞集落形成，侵襲和粘附能力顯著增強(qiáng)。裸鼠模型中CXCL17表現(xiàn)出明顯的促腫瘤生長作用[41]。研究者分析CXCL17與免疫浸潤對(duì)HCC患者預(yù)后影響中發(fā)現(xiàn)CXCL17表達(dá)越高患者術(shù)后越易復(fù)發(fā)，CXCL17表達(dá)高低與患者預(yù)后不良明顯相關(guān)。腫瘤內(nèi)浸潤C(jī)D4+，CD8+，CD20+和CD57+細(xì)胞多的患者比浸潤C(jī)D15+和CD68+細(xì)胞的患者預(yù)后要好。這些結(jié)果提示CXCL17可以用作HCC中OS和無復(fù)發(fā)生存期（RFS）的不良預(yù)后的獨(dú)立指標(biāo)[42]，這與乳腺癌、胃癌中的報(bào)道一致。CXCL17是分泌性的細(xì)胞因子，易在肝癌患者血液、尿液中檢測到，有望成為臨床判斷病情的有效指標(biāo)[6]。以上相關(guān)研究表明CXCL17對(duì)于肝癌的發(fā)生發(fā)展及預(yù)后至關(guān)重要。

3.7 CXCL17與肺癌

生理狀態(tài)下肺組織及氣管能表達(dá)CXCL17分子，而在非腫瘤性疾病（哮喘、阻塞性肺疾病及特發(fā)性肺纖維化）該分子表達(dá)水平明顯升高［8］。研究發(fā)現(xiàn)人非小細(xì)胞肺癌（30%陽性）及非小細(xì)胞肺癌細(xì)胞株（NCI-H460和A549）中也均檢測到表達(dá)。裸鼠異種模型中接種肺癌細(xì)胞株成瘤后也檢測到CXCL17分子表達(dá)，說明其具有致瘤性［35］。目前關(guān)于CXCL17在肺癌的研究有限，仍需要進(jìn)一步完善。

4 展 望

CXCL17在腫瘤中的研究集中在組織表達(dá)水平與臨床相關(guān)性，其表達(dá)水平可作為評(píng)價(jià)預(yù)后不良的指標(biāo)，目前對(duì)于該趨化因子研究較少。少數(shù)研究了體內(nèi)及體外該分子與不良的免疫浸潤、腫瘤的發(fā)生發(fā)展的關(guān)系，且這些研究存在一定差異，有待進(jìn)一步探索完善。CXCL17-CXCR8（GPR35）生物軸在腫瘤中的研究處于初級(jí)階段，目前僅在乳腺癌中有相關(guān)報(bào)道，認(rèn)為該生物軸對(duì)腫瘤的發(fā)生發(fā)展的作用可能是通過激活了ERK通路實(shí)現(xiàn)的。在非腫瘤性病變中，小鼠患有急性和復(fù)發(fā)性生殖器皰時(shí)可通過CXCL17-CXCR8（GPR35）生物軸募集特異性的CD8+T細(xì)胞向受感染的陰道黏膜聚集發(fā)揮免疫保護(hù)作用［43］。可見該生物軸參與了多種疾病過程。關(guān)于這兩種分子在不同腫瘤中的表達(dá)、表達(dá)的調(diào)節(jié)機(jī)制、與臨床病理特征的相關(guān)性、由何種細(xì)胞產(chǎn)生、具體調(diào)節(jié)的相關(guān)通路、在腫瘤微環(huán)境中作用、與疾病的發(fā)生發(fā)展的關(guān)系以及免疫浸潤等方面是未來研究的熱點(diǎn)也是需要解決的困難和難題。相信在今后的研究更多的關(guān)注腫瘤微環(huán)境中該生物軸對(duì)疾病的調(diào)控及預(yù)后等方面的作用，這為腫瘤的治療提供理論依據(jù)及新的治療靶點(diǎn)。