CXCR1、CXCR2可作為判斷HCC預(yù)后的標(biāo)志物

楊曉娟 于曉輝

肝細(xì)胞癌(hepatocellular carcinoma，HCC)是常見的惡性腫瘤之一，其發(fā)病率和死亡率極高[1]。侵襲和遷移是導(dǎo)致其不良預(yù)后的主要原因，趨化因子受體參與并調(diào)節(jié)這一過程[2]。趨化因子受體家族龐大，根據(jù)其結(jié)構(gòu)不同可分為趨化因子α受體(CXCR)、趨化因子β受體(CCR)、趨化因子γ受體(CR)和趨化因子δ受體(CX3CR)四個(gè)亞家族(C 為半胱氨酸，X 為任意氨基酸)。趨化因子受體與多種腫瘤的發(fā)展相關(guān)，研究表明，CCR主要在早期胰腺癌[3]、結(jié)直腸癌的淋巴轉(zhuǎn)移[4]中發(fā)揮作用。CX3CR可以通過募集NK細(xì)胞抑制神經(jīng)膠質(zhì)瘤的生長(zhǎng)[5]。CXCR則在肝癌組織中高表達(dá)，通過與相應(yīng)的趨化因子α配體(CXCL)結(jié)合，驅(qū)動(dòng)炎性細(xì)胞、上皮細(xì)胞和成纖維細(xì)胞的游走和定向趨化。Peng等[6]發(fā)現(xiàn)在HCC組織中以CXCR1、CXCR2的升高為主，過表達(dá)的CXCR1、CXCR2增強(qiáng)了肝癌細(xì)胞的侵襲與遷移能力，進(jìn)而影響HCC的預(yù)后。故CXCR1、CXCR2可以作為預(yù)測(cè)HCC預(yù)后的標(biāo)志物，現(xiàn)針對(duì)CXCR1、CXCR2與HCC關(guān)系的最新研究進(jìn)展作一綜述。

一、CXCR1、CXCR2概述

CXCR1、CXCR2均可與白介素-8(interlukine 8，IL-8，又名CXCL8)發(fā)生非特異性結(jié)合，故又稱為IL-8RA(CXCR1) 和 IL-8RB(CXCR2)。兩者同源性高達(dá)77%，屬于屬 G 蛋白偶聯(lián)受體超家族成員。CXCR1、CXCR2 主要表達(dá)于中性粒細(xì)胞、單核細(xì)胞、肥大細(xì)胞、Th1 細(xì)胞、CD8+T 細(xì)胞以及 CD56+NK 細(xì)胞等細(xì)胞表面，參與了炎細(xì)胞驅(qū)動(dòng)、腫瘤相關(guān)微環(huán)境的調(diào)控等過程。CXCR1、CXCR2可分別與CXCL6和CXCL8結(jié)合促進(jìn)HCC的侵襲和遷移。此外，CXCR2還可與CXCL1、 CXCL2、CXCL3、CXCL5、血清白介素-17(Interleukin-17，IL-17)和核蛋白DEK等結(jié)合影響HCC的病理過程。HCC患者外周血單個(gè)核細(xì)胞中CXCR1和CXCR2的mRNA水平較肝硬化、正常對(duì)照組明顯升高；且表達(dá)水平與HCC分期、淋巴結(jié)轉(zhuǎn)移、遠(yuǎn)處轉(zhuǎn)移的風(fēng)險(xiǎn)呈正相關(guān)[7,25]。也有研究表明當(dāng)下調(diào)肝癌細(xì)胞中CXCR1[8]、CXCR2[9]的表達(dá)水平時(shí)，HCC的侵襲和遷移能力減弱，同時(shí)檢測(cè)到HCC組織附近的多發(fā)腫瘤個(gè)數(shù)、血管侵犯程度及HCC的復(fù)發(fā)頻率等均病理過程受到不同程度的抑制。由此可知，CXCR1、CXCR2在HCC的侵襲和遷移中均可發(fā)揮作用，但是兩者調(diào)控HCC侵襲和遷移的機(jī)制又不盡相同。

二、CX CR1與HCC

CXCR1又名白介素8受體α(Interleukin Receptor A，IL8RA)，優(yōu)先與CXCL8結(jié)合，其次還可與CXCL6結(jié)合，發(fā)揮生物學(xué)作用。CXCR1[8]、CXCL6[10]和CXCL8[11]均在HCC組織中高表達(dá)，且與HCC患者的腫瘤數(shù)量、腫瘤分級(jí)、復(fù)發(fā)率、細(xì)胞侵襲和遷移呈正相關(guān)。那么CXCR1是具體如何影響這一過程呢？腫瘤相關(guān)中性粒細(xì)胞向高表達(dá)CXCR1的HCC組織內(nèi)迅速聚集，使得HCC中呈現(xiàn)出腫瘤相關(guān)中性粒細(xì)胞大規(guī)模浸潤(rùn)的現(xiàn)象，這已經(jīng)被廣泛認(rèn)為是HCC預(yù)后的獨(dú)立因素之一[12]。這些腫瘤相關(guān)中性粒細(xì)胞可上調(diào)微小核糖核酸miR-301b-3p水平、下調(diào)去泛素化酶CYLD的表達(dá)，這種變化增加HCC干細(xì)胞活性從而誘導(dǎo)增加NF-κB的活性并活化NF-κB信號(hào)通路，影響HCC的增殖、凋亡、自噬及侵襲和遷移等。此外，活化的NFκB信號(hào)通路還可以分泌更多的趨化因子并誘導(dǎo)腫瘤相關(guān)中性粒細(xì)胞聚集形成正反饋環(huán)路加速HCC的進(jìn)展[13]。CXCR1作為該環(huán)路的始動(dòng)因素之一，控制整個(gè)環(huán)路的進(jìn)程與啟動(dòng)，調(diào)整HCC相關(guān)微環(huán)境向更適合肝癌生長(zhǎng)的方向轉(zhuǎn)變。在此條件下HCC來源的成纖維細(xì)胞數(shù)量不斷增加、活性不斷增強(qiáng)。HCC來源的成纖維細(xì)胞分泌CXCL6、CXCL8等細(xì)胞因子同時(shí)上調(diào)SMMC-7721細(xì)胞中CXCR1的表達(dá)，高水平的CXCR1可以活化CXCR1+/EpCAM+(上皮細(xì)胞黏附分子)信號(hào)軸，從而驅(qū)動(dòng)HCC細(xì)胞向肝癌周圍組織遷移。利用CXCR1拮抗劑SCH 527123處理SMMC-7721細(xì)胞后發(fā)現(xiàn)其侵襲和遷移能力明顯減弱[8]，這就進(jìn)一步證實(shí)了這個(gè)觀點(diǎn)。由此可知，CXCR1主要是通過調(diào)節(jié)腫瘤相關(guān)免疫細(xì)胞的浸潤(rùn)，改變HCC相關(guān)微環(huán)境，從而調(diào)控HCC的增殖、自噬、凋亡及侵襲和遷移等病理過程。

三、CXCR2通路與HCC

CXCR2又名白介素8受體β(Interleukin Receptor B ，IL8RB)，優(yōu)先與CXCL8結(jié)合，其次還可與HCC組織中高表達(dá)的CXCL(1,2,3,5,6)、IL-17A[14]和核蛋白DEK[15]等結(jié)合影響HCC的發(fā)生發(fā)展。 HCC組織中CXCR2表達(dá)水平與HCC發(fā)展速度呈正相關(guān)，下調(diào)其表達(dá)可阻斷HCC的進(jìn)程。具體機(jī)制是：HCC組織異常表達(dá)CXCL1、CXCL2和CXCL3，高水平的CXCL1、CXCL2和CXCL3可以刺激骨髓來源的抑制性細(xì)胞(Myeloid-derived suppressor cells，MDSCs)過表達(dá)CXCR2，從而驅(qū)動(dòng)MDSCs向HCC組織內(nèi)移動(dòng)。過多的MDSCs聚集到HCC中，改變HCC相關(guān)微環(huán)境并顯著抑制CD8+T細(xì)胞的抗腫瘤免疫，促進(jìn)HCC免疫逃逸。當(dāng)機(jī)體抗腫瘤免疫被明顯抑制時(shí)，HCC組織通過改變細(xì)胞因子的水平影響其微環(huán)境。如肝癌細(xì)胞中IL-17A的表達(dá)明顯升高時(shí)，小鼠移植瘤模型中血管內(nèi)皮細(xì)胞的趨化性顯著增加，并促進(jìn)肝癌血管形成、移植瘤的生長(zhǎng)。將CXCR2抑制劑SB225002與異常表達(dá)IL-17A的肝癌細(xì)胞共培養(yǎng)，發(fā)現(xiàn)血管內(nèi)皮細(xì)胞的趨化性被大幅度削弱。因此，IL-17A可能是通過CXCR2促進(jìn)血管內(nèi)皮細(xì)胞的趨化性，以CXCR2依賴的方式將內(nèi)皮細(xì)胞募集到腫瘤中，增加HCC組織內(nèi)的新生血管生成[14]。同時(shí)細(xì)胞外異常表達(dá)的核蛋白DEK通過與CXCR2結(jié)合從而激活ERK1/2和AKT信號(hào)通路并促進(jìn)造血，進(jìn)而為HCC提供豐富的血供[16]。利用CXCR2抑制劑SB265610處理肝癌小鼠后，MDSCs對(duì)HCC的趨化性減弱、CD8+T細(xì)胞的抗腫瘤能力恢復(fù)，在一定程度上抑制了HCC免疫逃逸；同時(shí)HCC的血管生成和造血能力也受到了抑制[17-18]。在CXCR2缺陷的荷瘤小鼠中，下調(diào)CXCR2表達(dá)可以抑制細(xì)胞外調(diào)節(jié)蛋白激酶1/2 (Extracellular regulated protein kinases,ERK1/2)的激活降低信號(hào)傳導(dǎo)及轉(zhuǎn)錄激活因子3(Signal transducers and activators of transcription, STAT3)磷酸化水平，進(jìn)而抑制HCC細(xì)胞的增殖并誘導(dǎo)其凋亡[19-20]。由此可知， CXCR2通過誘導(dǎo)增加MDSCs的趨化性，促進(jìn)HCC發(fā)生免疫逃逸。CXCR2還可以上調(diào)ERK1/2磷酸化水平，異常激活ERK1/2信號(hào)通路促進(jìn)HCC的增殖。但CXCR2具體是如何調(diào)控ERK1/2信號(hào)通路的，目前仍在研究中。免疫逃逸是HCC迅速生長(zhǎng)并向遠(yuǎn)處轉(zhuǎn)移的重要因素，但并不是唯一。Zheng等[21]發(fā)現(xiàn)CXCL6與CXCR2結(jié)合并激活基質(zhì)金屬蛋白酶9(Matrix metallo protein 9,MMP9)，促進(jìn)細(xì)胞外基質(zhì)的降解，從而增強(qiáng)肝癌細(xì)胞的活動(dòng)能力。隨后HCC以上皮間質(zhì)轉(zhuǎn)換的方式逐漸向遠(yuǎn)處擴(kuò)散。同時(shí)高表達(dá)CXCR2和CXCL5的肝癌細(xì)胞，通過激活CXCR2/ CXCL5信號(hào)軸啟動(dòng)PI3K/Akt/GSK- 3β信號(hào)級(jí)聯(lián)反應(yīng)，誘導(dǎo)上皮間質(zhì)轉(zhuǎn)換，從而完成肝癌細(xì)胞的侵襲和遷移[22]。細(xì)胞黏附能力的改變也是促進(jìn)HCC遷移的因素之一。與正常組織相比HCC組織中CXCL2含量明顯升高，高表達(dá)CXCL2的細(xì)胞，其黏附能力明顯減弱,更易發(fā)生侵襲和遷移。將上述細(xì)胞分別與CXCR2抑制劑共培養(yǎng)后，發(fā)現(xiàn)HCC的侵襲和遷移能力明顯減弱，增殖能力增加[23]。此外，CXCL1還可通過CXCL1/ CXCR2信號(hào)軸募集循環(huán)肝癌細(xì)胞、募集中性粒細(xì)胞在HCC組織外聚集，增加HCC細(xì)胞定植的敏感性，促進(jìn)HCC向遠(yuǎn)處轉(zhuǎn)移[24]。這提示了CXCR2通過促進(jìn)免疫逃逸、腫瘤新生血管的形成、促進(jìn)上皮間質(zhì)轉(zhuǎn)換、募集循環(huán)HCC細(xì)胞，下調(diào)HCC細(xì)胞的黏附能力等，促進(jìn)HCC發(fā)生侵襲和遷移并在遠(yuǎn)處迅速定植。

四、CXCR1/CXCR2信號(hào)軸與HCC

CXCR1、CXCR2除了分別與相應(yīng)的配體結(jié)合，還可以彼此交聯(lián)形成CXCR1/CXCR2信號(hào)軸影響HCC的發(fā)生過程，這些配體中又以CXCL8與CXCR1、CXCR2的親和力最高。Bi等[25]為了進(jìn)一步探索這一過程，利用CXCL8處理Huh-7和HepG2細(xì)胞，發(fā)現(xiàn)CXCR1、CXCR2的表達(dá)水平在一定范圍內(nèi)隨CXCL8濃度的增加而上升，肝癌細(xì)胞侵襲和遷移的能力明顯加強(qiáng)。反之，當(dāng)沉默CXCR1、CXCR2表達(dá)后肝癌細(xì)胞侵襲和遷移能力則減弱[26]。由此可以初步得出結(jié)論，CXCL8是通過調(diào)控CXCR1/CXCR2信號(hào)軸，進(jìn)而影響HCC的侵襲和遷移。為了進(jìn)一步說明這一過程，將si CXCL8轉(zhuǎn)染至HepG2細(xì)胞中，發(fā)現(xiàn)PI3K、AKT、NFκB及相應(yīng)磷酸化蛋白的表達(dá)水平均明顯下調(diào)。當(dāng)PI3K/AKT、AKT/NFκB等信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)過程被抑制后肝癌細(xì)胞的侵襲和遷移能力恢復(fù)，同時(shí)Bax表達(dá)上調(diào)并激活caspase-3誘導(dǎo)細(xì)胞凋亡[27-28]。由此可以推測(cè)，CXCR1/CXCR2信號(hào)軸可能是通過激活PI3K/AKT/NF-κB信號(hào)通路，進(jìn)而促進(jìn)HCC的增殖、凋亡、血管生成、侵襲和遷移。這就進(jìn)一步提示了，CXCR1和CXCR2除了作為細(xì)胞因子單獨(dú)影響HCC的發(fā)展外，還可通過串聯(lián)形成信號(hào)軸的方式放大信號(hào)影響HCC的病理過程，甚至還可啟動(dòng)體內(nèi)的某些腫瘤相關(guān)信號(hào)通路進(jìn)而調(diào)控HCC的進(jìn)程。肝癌細(xì)胞分泌大量的CXCL8、CXCR1和CXCR2，這些細(xì)胞因子在肝癌細(xì)胞胞質(zhì)內(nèi)聚集，同時(shí)CXCL8也可誘導(dǎo)HCC組織內(nèi)的炎性細(xì)胞分泌CXCR1和CXCR2[25]。Chen等[29]發(fā)現(xiàn),腫瘤組織內(nèi)的CXCL8-CXCR1/2信號(hào)軸被順序活化時(shí), 可以上調(diào)PI3K/AKT、MAPK/ERK等的磷酸化蛋白與非磷酸化蛋白的比值，直接促進(jìn)HCC細(xì)胞的增殖、血管生成、侵襲和遷移等行為。反之，被異常激活的ERK1/2信號(hào)通路也能促進(jìn)CXCL8的分泌，以反饋調(diào)節(jié)的方式促進(jìn)HCC的進(jìn)展[30]。此外，高水平的p-AKT也可通過促進(jìn)p-ERK的表達(dá)并上調(diào)?CXCR4表達(dá)[31-32]，進(jìn)而活化CXCR4/ CXCR7信號(hào)軸，誘導(dǎo)HCC的增殖、上皮間質(zhì)轉(zhuǎn)換、血管生成等過程，影響HCC的發(fā)生發(fā)展[33]。由此可以推測(cè)，CXCR1/CXCR2信號(hào)軸不僅可以作為一個(gè)獨(dú)立的因素影響HCC的進(jìn)展，還可通過觸發(fā)信號(hào)級(jí)聯(lián)反應(yīng)調(diào)控HCC的生物學(xué)行為。

綜上所述，CXCR1、CXCR2在HCC的形成過程中發(fā)揮了重要作用。當(dāng)CXCR1、CXCR2與不同的配體結(jié)合時(shí)，它們既可作為獨(dú)立的個(gè)體，改變HCC相關(guān)微環(huán)境、趨化HCC細(xì)胞向肝癌組織外遷移、誘導(dǎo)HCC發(fā)生免疫逃逸、募集循環(huán)HCC細(xì)胞并形成大量的腫瘤新生血管及異常造血。也可作為一個(gè)整體，直接促進(jìn)HCC增殖、侵襲和遷移，或上調(diào)下游ERK、AKT和NF-κB的磷酸化水平，激活ERK、AKT和NF-κB信號(hào)通路并影響HCC的增殖、自噬、凋亡、細(xì)胞骨架重排和細(xì)胞趨化性改變等行為。雖然CXCR1、CXCR2在單獨(dú)或串聯(lián)形成信號(hào)軸時(shí)均可影響HCC的進(jìn)程，但是這兩種情況對(duì)HCC發(fā)展的影響程度是否一致，在何種狀態(tài)下兩者串聯(lián)形成信號(hào)軸，目前仍在進(jìn)一步研究中。那么，尋找CXCR1、CXCR2影響HCC發(fā)生發(fā)展的最佳功能狀態(tài)，可以將其作為HCC預(yù)后的標(biāo)志物和可能的靶點(diǎn)。