趨化因子CCL15調(diào)控肝臟腫瘤微環(huán)境的作用機(jī)制研究進(jìn)展

崔冉亮，任麗，李悅國

天津醫(yī)科大學(xué)腫瘤醫(yī)院檢驗(yàn)科國家腫瘤臨床醫(yī)學(xué)研究中心天津市“腫瘤防治”重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室天津市惡性腫瘤臨床醫(yī)學(xué)研究中心，天津300060

肝細(xì)胞癌（HCC）占原發(fā)性肝癌的90%，是全球范圍內(nèi)癌癥相關(guān)死亡的主要原因之一。在生理?xiàng)l件下，因進(jìn)食等因素，肝臟經(jīng)常受到來自腸源性抗原的刺激，形成免疫耐受，使肝臟具有復(fù)雜的微環(huán)境。同時(shí)，HCC患者常伴有乙型肝炎病毒（HBV）慢性感染，在多種細(xì)胞和多種因子相互作用下，形成更為復(fù)雜的微環(huán)境。肝臟中腫瘤細(xì)胞生長存活所處的這種復(fù)雜生理環(huán)境被稱為肝臟腫瘤微環(huán)境。與HCC有關(guān)的腫瘤微環(huán)境由多種成分組成，如肝癌細(xì)胞、免疫細(xì)胞、肝星狀細(xì)胞、巨噬細(xì)胞、成纖維細(xì)胞、內(nèi)皮細(xì)胞、間質(zhì)干細(xì)胞等細(xì)胞組分，以及細(xì)胞外基質(zhì)、炎癥因子、生長因子等非細(xì)胞組分［1］。HCC是一種典型的炎癥相關(guān)性腫瘤，慢性炎癥反應(yīng)在HCC發(fā)生發(fā)展的各個(gè)階段都發(fā)揮著關(guān)鍵作用。炎癥的持續(xù)存在形成一種適合腫瘤存活的腫瘤微環(huán)境，有利于HCC的發(fā)生；異常分泌細(xì)胞因子（如生長因子、細(xì)胞因子和趨化因子）以及招募炎癥細(xì)胞到腫瘤部位是腫瘤相關(guān)慢性炎癥的主要特征［2］。趨化因子是一種小型分泌性蛋白，可招募免疫細(xì)胞直接遷移到腫瘤組織，并作為促炎癥介質(zhì)調(diào)節(jié)腫瘤微環(huán)境，促進(jìn)血管生成，誘導(dǎo)腫瘤遷移以加速腫瘤的發(fā)展、侵襲和轉(zhuǎn)移［3］。CCL15是HCC細(xì)胞系和組織中表達(dá)最豐富的趨化因子，是HCC極具潛力的生物標(biāo)志物及治療靶點(diǎn)。CCL15通過激活其受體CCR1，誘導(dǎo)免疫細(xì)胞遷移、血管生成及上皮間質(zhì)轉(zhuǎn)化（EMT）［4-6］，影響肝臟腫瘤微環(huán)境并促進(jìn)HCC的浸潤及轉(zhuǎn)移。已有研究證實(shí)，CCL15是HCC生存的獨(dú)立預(yù)測指標(biāo)，其表達(dá)量越高，患者預(yù)后越差［7］。因此，了解CCL15參與HCC發(fā)生發(fā)展的分子機(jī)制，對發(fā)現(xiàn)新的治療方法以及改善患者預(yù)后至關(guān)重要?，F(xiàn)就CCL15調(diào)控肝臟腫瘤微環(huán)境的作用機(jī)制綜述如下。

1 CCL15對肝臟腫瘤微環(huán)境免疫功能的調(diào)控作用

CCL15可作為不同類型細(xì)胞的螯合劑，招募單核細(xì)胞、腫瘤相關(guān)巨噬細(xì)胞（TAM）、中性粒細(xì)胞、嗜酸性粒細(xì)胞、T淋巴細(xì)胞、樹狀突細(xì)胞等免疫細(xì)胞以及骨髓源性抑制細(xì)胞（MDSC）進(jìn)入腫瘤，這些細(xì)胞共同作用于HCC的肝臟腫瘤微環(huán)境，造成免疫抑制，促進(jìn)腫瘤進(jìn)展。

1.1 CCL15對CCR1+CD14+單核細(xì)胞的影響CCL15可特異性招募CCR1+細(xì)胞到HCC侵襲邊緣，其中約80%為CD14+單核細(xì)胞，經(jīng)腫瘤浸潤的CCR1+CD14+單核細(xì)胞中，PD-L1、B7-H3、TIM-3、IDO表達(dá)水平明顯升高［6］。PD-L1是PD-1的主要配體，可誘導(dǎo)T淋巴細(xì)胞失活、凋亡，保護(hù)腫瘤細(xì)胞免受CD8+T淋巴細(xì)胞的殺傷［8］；B7-H3可直接抑制CD8+T淋巴細(xì)胞和NK細(xì)胞激活［9］；TIM-3是一種可抑制CTL和效應(yīng)性Th1細(xì)胞功能的抑制性受體［10］；IDO可直接抑制效應(yīng)性T淋巴細(xì)胞的增殖和分化，并增強(qiáng)調(diào)節(jié)性T淋巴細(xì)胞的抑制活性［11］。上述影響共同促成了機(jī)體免疫系統(tǒng)無法對腫瘤抗原做出有效應(yīng)答，形成免疫逃避。PARK等［12］報(bào)道，在缺氧條件下，通過上調(diào)CCL15，可引起ICAM-1高表達(dá)，導(dǎo)致單核細(xì)胞對內(nèi)皮細(xì)胞的黏附性增加。這表明HCC中持續(xù)存在的缺氧微環(huán)境可促使CCL15對單核細(xì)胞的招募增加，從而抑制腫瘤免疫。

1.2 CCL15對TAM的影響TAM是先天免疫系統(tǒng)的主要組成部分，可引起或促進(jìn)HCC的發(fā)生、侵襲和轉(zhuǎn)移，并刺激血管生成。它可產(chǎn)生細(xì)胞因子、趨化因子、生長因子，并觸發(fā)T淋巴細(xì)胞釋放抑制性免疫檢查點(diǎn)蛋白［13］，是創(chuàng)造免疫抑制性腫瘤微環(huán)境的關(guān)鍵細(xì)胞。TAM可發(fā)生“巨噬細(xì)胞極化”，即分化為具有抑瘤活性的M1型和具有促瘤活性的M2型［14］。HCC腫瘤微環(huán)境中的TAM大多為極化的M2表型，癌細(xì)胞衍生的Wnt配體通過Wnt/β-catenin信號通路刺激TAM的M2樣極化，從而導(dǎo)致HCC的生長、遷移和免疫抑制［15］。PPIA可能通過調(diào)控mRNA代謝過程和腫瘤免疫來參與HCC的發(fā)展［16］。研究表明，HCC中CCL15表 達(dá) 與PPIA表 達(dá)的 變化 一致，PPI?AP22/miR-197-3p/PPIA通路可通過CCL15-CCR1軸增加腫瘤細(xì)胞的惡性程度，并招募單核細(xì)胞來調(diào)節(jié)HCC腫瘤微環(huán)境中巨噬細(xì)胞浸潤，最終引起HCC進(jìn)展［17］。

1.3 CCL15對MDSC的影響MDSC是腫瘤微環(huán)境的主要組成部分之一，血清和腫瘤組織中CCL15水平升高可導(dǎo)致CCR1+MDSC在腫瘤組織中積累［18］。與存在于外周淋巴器官的MDSC相比，存在于腫瘤微環(huán)境內(nèi)的單核細(xì)胞樣骨髓源性抑制細(xì)胞（M-MDSC）和分葉核樣骨髓源性抑制細(xì)胞（PMN-MDSC）對機(jī)體免疫功能具有更強(qiáng)的抑制作用［19］。M-MDSC的組蛋白去乙酰化酶2（HDAC2）與視網(wǎng)膜母細(xì)胞瘤蛋白（Rb1）啟動(dòng)子區(qū)域結(jié)合，導(dǎo)致Rb1在腫瘤微環(huán)境中下調(diào)表達(dá)，最終從PMN-MDSC獲得表型、形態(tài)和功能特征［20］。腫瘤微環(huán)境中的MDSC可以通過一定條件抑制效應(yīng)T淋巴細(xì)胞，誘導(dǎo)調(diào)節(jié)性T淋巴細(xì)胞或調(diào)節(jié)性B淋巴細(xì)胞擴(kuò)增，同時(shí)也可以抑制NK細(xì)胞的殺傷功能以及DC的抗原提呈功能，來負(fù)向調(diào)控免疫功能，促進(jìn)腫瘤生長［21-23］。此外，M-MDSC還可以迅速分化為TAM［24］，促使機(jī)體進(jìn)一步形成免疫耐受的微環(huán)境。以上研究表明，HCC患者CCL15高表達(dá)可導(dǎo)致MDSC在HCC組織中累積，并通過一系列作用抑制機(jī)體免疫功能，使腫瘤細(xì)胞躲避機(jī)體的監(jiān)視和攻擊，形成有利于腫瘤生存的免疫耐受的微環(huán)境。

1.4 CCL15對腫瘤微環(huán)境中其他免疫相關(guān)細(xì)胞的影響有學(xué)者研究了CCL15具有不同氨基末端長度的三種分子形式：27-92、25-92和1-92，以確定其生物活性。其中CCL15（27-92）作為單核細(xì)胞有效的螯合劑，能吸引嗜酸性粒細(xì)胞；CCL15（25-92）對新鮮分離的單核細(xì)胞、樹突狀細(xì)胞（DC）和T淋巴細(xì)胞有明顯的趨化活性，但對嗜酸性粒細(xì)胞有中等程度的趨化作用，而且不能動(dòng)員多形核白細(xì)胞（PMN）；CCL15（1-92）可誘導(dǎo)新鮮分離的單核細(xì)胞和T淋巴細(xì)胞的趨化，這與CCL15（25-92）和（27-92）相似［21］。DC表達(dá)的PD-L1與活化T淋巴細(xì)胞表達(dá)的PD-1結(jié)合可抑制T淋巴細(xì)胞增殖和細(xì)胞因子的產(chǎn)生；DC還可以通過表達(dá)T淋巴細(xì)胞激活可變區(qū)結(jié)構(gòu)域免疫球蛋白抑制物來抑制T淋巴細(xì)胞抗腫瘤免疫作用［22］。浸潤到腫瘤微環(huán)境中的中性粒細(xì)胞被稱為腫瘤相關(guān)中性粒細(xì)胞（TAN），根據(jù)腫瘤微環(huán)境中不同的刺激因素可極化為N1、N2兩種亞型，其中N2型中性粒細(xì)胞主要通過釋放胞外誘捕網(wǎng)、抑制免疫反應(yīng)，以及產(chǎn)生細(xì)胞因子、蛋白酶等衍生物來促進(jìn)腫瘤進(jìn)展［23］。嗜酸性粒細(xì)胞儲存了大量IL-4、IL-13，可以指導(dǎo)體內(nèi)巨噬細(xì)胞的極化，其中IL-4在肝臟和肌肉再生中發(fā)揮關(guān)鍵功能，嗜酸細(xì)胞可通過促進(jìn)免疫抑制性TAM表型來抑制微環(huán)境中的抗腫瘤免疫［24］。因此，CCL15介導(dǎo)腫瘤微環(huán)境中的多種免疫細(xì)胞的相互作用，共同創(chuàng)造了一個(gè)免疫抑制性腫瘤微環(huán)境，促進(jìn)HCC的發(fā)展。

2 CCL15對肝臟腫瘤微環(huán)境血管生成活性的調(diào)控作用

HCC是一種典型的血管生成性腫瘤，其生長依賴于氧氣和營養(yǎng)物質(zhì)的充足供應(yīng)，其中血管網(wǎng)生成具有重要作用，血管生成失調(diào)與癌癥的發(fā)展和轉(zhuǎn)移密切相關(guān)。CCL15可通過多種途徑促進(jìn)血管生成，增加HCC腫瘤微環(huán)境中的氧氣和營養(yǎng)物質(zhì)的含量，從而促進(jìn)HCC的生長及轉(zhuǎn)移。

2.1 CCL15對血管生成的影響除了具有白細(xì)胞招募和趨化方面的功能之外，越來越多的證據(jù)表明，CCL15可調(diào)節(jié)血管生成。研究表明，CCL15可通過CCR1刺激趨化性內(nèi)皮細(xì)胞遷移和分化，具有體外和體內(nèi)血管生成的活性，其中CCL15（25-92）比完整形式的CCL15對內(nèi)皮細(xì)胞具有更強(qiáng)的趨化活性［25］。同時(shí)CCL15可招募MDSC進(jìn)入腫瘤，而MDSC通過在腫瘤微環(huán)境中分泌生長因子如血管內(nèi)皮生長因子（VEGF）、堿性生長因子、Bv8和血小板源生長因子，并通過產(chǎn)生基質(zhì)金屬蛋白酶9提高腫瘤微環(huán)境中VEGF的生物利用率，從而促進(jìn)新血管生成［26］。此外，MDSCs還能夠促進(jìn)腫瘤微環(huán)境中的TAM、中性粒細(xì)胞、T淋巴細(xì)胞分化為促進(jìn)腫瘤的Tie2+TAM、TAN和Treg表型，分泌VEGF以促進(jìn)血管生成［27］。

2.2 CCL15對造血祖細(xì)胞的影響人血漿中分離出的CCL15可被中性粒細(xì)胞組織蛋白酶G和彈性蛋白酶進(jìn)行N端加工和激活，生成低分子量的CCL15（27-92），調(diào)節(jié)造血祖細(xì)胞的遷移和黏附特性，改善造血祖細(xì)胞再生的能力［28］。此外，中性粒細(xì)胞絲氨酸蛋白酶對CCL15的水解激活可能導(dǎo)致CXCL12引導(dǎo)的遷移能力增強(qiáng)，以及造血祖細(xì)胞對內(nèi)皮配體如VCAM-1的黏附能力增強(qiáng)，這都是參與造血祖細(xì)胞動(dòng)員調(diào)節(jié)的中心環(huán)節(jié)［28］。在實(shí)體腫瘤中，造血祖細(xì)胞有免疫抑制作用，且HSPCs可用于緊急造血，在炎癥條件下重建和血液系統(tǒng)［29］，大大增加了腫瘤微環(huán)境中的氧氣和營養(yǎng)物質(zhì)的含量，從多方面促進(jìn)腫瘤發(fā)展。

3 CCL15通過EMT對肝臟腫瘤微環(huán)境的調(diào)控作用

EMT是上皮細(xì)胞轉(zhuǎn)化為間質(zhì)細(xì)胞的生理過程，這一過程意味著細(xì)胞內(nèi)黏附力改變，使頂端—基底細(xì)胞喪失極性，腫瘤獲得侵襲性和轉(zhuǎn)移的能力，尤其是包括HCC在內(nèi)的上皮細(xì)胞來源性腫瘤。發(fā)生EMT的腫瘤細(xì)胞可分泌大量炎癥介質(zhì)，改變肝臟腫瘤微環(huán)境中的細(xì)胞和非細(xì)胞成分，參與腫瘤細(xì)胞與腫瘤微環(huán)境的相互作用。

3.1 CCL15對間充質(zhì)干細(xì)胞（MSC）的影響MSC是在大多數(shù)癌癥中發(fā)現(xiàn)的多能基質(zhì)干細(xì)胞，對腫瘤微環(huán)境的形成和功能起著關(guān)鍵的影響作用。雖然人類MSC不會發(fā)展為腫瘤，但其可分化為其他促腫瘤性基質(zhì)成分，抑制免疫反應(yīng)，促進(jìn)血管生成，增強(qiáng)EMT來促進(jìn)腫瘤的生長和轉(zhuǎn)移。由于CCL15可招募MSC進(jìn)入腫瘤［30］，因此推測，CCL15可能通過對MSC的趨化作用調(diào)節(jié)MSC的活動(dòng)并重塑細(xì)胞外基質(zhì)成分，改變腫瘤微環(huán)境，引起EMT以促進(jìn)HCC的轉(zhuǎn)移。

3.2 CCL15對免疫檢查點(diǎn)分子的影響除了在胚胎發(fā)育和組織纖維化中的典型作用外，EMT在腫瘤免疫抑制和免疫規(guī)避中也起著關(guān)鍵的作用。EMT與不同免疫檢查點(diǎn)分子的激活有關(guān)，包括TIM-3和PD-L1。由于CCL15特異性招募的CCR1+CD14+單核細(xì)胞可使TIM-3、PD-L1表達(dá)水平明顯升高［6］，其中TIM-3具有促進(jìn)腫瘤細(xì)胞遷移和侵襲的能力，在HCC的轉(zhuǎn)移中起著重要作用，是EMT的潛在誘導(dǎo)劑［31］；PD-L1在維持的EMT狀態(tài)中起著重要作用，而EMT過程又可上調(diào)PD-L1表達(dá)，PD-L1和EMT之間的雙向調(diào)節(jié)在腫瘤免疫逃逸中起關(guān)鍵作用［32］。因此在HCC進(jìn)程中，CCL15過表達(dá)能夠激活EMT形成的相關(guān)通路，或增加誘導(dǎo)EMT形成的相關(guān)因子表達(dá)，促使腫瘤細(xì)胞發(fā)生EMT，改變HCC腫瘤微環(huán)境，從而造成免疫逃逸并加速腫瘤轉(zhuǎn)移。

4 CCL15與乙肝病毒X蛋白（HBX）在肝臟腫瘤微環(huán)境中的協(xié)同作用

研究顯示，在由HBV引發(fā)的肝細(xì)胞癌中，CCL15表 達(dá) 與 血 清HBX水 平 呈 明 顯 正 相 關(guān)［33］。HBX與CCL15協(xié)同作用于HCC的腫瘤微環(huán)境，激活相同的致癌通路與細(xì)胞因子，共同造成機(jī)體免疫逃避，促進(jìn)HCC的侵襲、轉(zhuǎn)移。

4.1 CCL15與HBX對腫瘤微環(huán)境中腫瘤壞死因子α（TNF-α）的影響HBX蛋白可能通過增加內(nèi)源性PKC活化子1，2-二?；视?，激活NF-κB，上調(diào)巨噬細(xì)胞分泌TNF-α［33］；或激活ERK通路，使AP-1活化并進(jìn)入核內(nèi)，再與AP-1結(jié)合位點(diǎn)結(jié)合，啟動(dòng)TNF-α基因轉(zhuǎn)錄［34］。因TNF-α可促進(jìn)HCC中活化的CCR1+CD14+單核細(xì)胞生成CCL15，而CCL15又可激活ERK、NF-κB信號通路［6］，因此HBX與CCL15可形成一種相互促進(jìn)的信號環(huán)路，來增加腫瘤微環(huán)境中TNF-α表達(dá)。TNF-α能夠通過瞬時(shí)受體電位通道促使Ca2+從細(xì)胞外流入細(xì)胞內(nèi)，從而激活鈣蛋白酶/IAP/Caspase-3信號通路促進(jìn)HCC細(xì)胞凋亡［35］。但也有證據(jù)表明，TNF-α是炎癥的核心介質(zhì)，在慢性炎癥向惡性腫瘤發(fā)展的過程中提供分子聯(lián)系，其在HCC組織中的表達(dá)明顯高于正常肝臟組織，并可促進(jìn)HCC的侵襲和轉(zhuǎn)移［36］；進(jìn)一步研究顯示，CCL15表達(dá)與患者的預(yù)后呈負(fù)相關(guān)，具有促HCC發(fā)展的作用。綜上所述，CCL15與HBX協(xié)同促進(jìn)TNF-α表達(dá)對HCC腫瘤微環(huán)境的影響還有待進(jìn)一步探討。

4.2 CCL15與HBX對腫瘤微環(huán)境中信號通路的影響HBX可以激活A(yù)KT途徑從而抑制肝細(xì)胞的凋亡，促進(jìn)HBV的持續(xù)復(fù)制以及肝癌的發(fā)展［37］，且HBX可能通過活化NF-κB、JAK/STAT信號通路中的某些核心因子上調(diào)肝癌細(xì)胞中PD-L1的表達(dá)［38］。研究表明，CCL15能夠激活腫瘤微環(huán)境中的AKT、NF-κB、STAT信 號 通 路，且 由CCL15所 招 募 的CCR1+CD14+單核細(xì)胞中，PD-L1表達(dá)水平明顯升高［6］。因此CCL15與HBX協(xié)同作用于HCC腫瘤微環(huán)境，共同促進(jìn)乙肝病毒的復(fù)制，并通過高度上調(diào)PD-L1表達(dá)，使微環(huán)境中的免疫功能受到抑制，進(jìn)一步加強(qiáng)HBV的復(fù)制能力，造成腫瘤的侵襲與發(fā)展。

綜上所述，趨化因子CCL15在HCC患者肝臟組織中高表達(dá)，且在HCC侵襲和轉(zhuǎn)移過程中具有促進(jìn)作用。CCL15過表達(dá)能夠通過招募多種白細(xì)胞造成HCC的免疫抑制、促進(jìn)血管生成、誘導(dǎo)發(fā)生EMT，同時(shí)還與HBX協(xié)同作用，共同影響HCC腫瘤微環(huán)境，促進(jìn)腫瘤進(jìn)展?，F(xiàn)有的研究對CCL15在HCC發(fā)生發(fā)展過程中作用于腫瘤微環(huán)境的機(jī)制有了初步了解，為臨床HCC的治療提供了新方向。未來CCL15有望作為HCC的血清檢查標(biāo)志物以及臨床診斷和治療HCC的新靶點(diǎn)，為更多的HCC患者帶來希望。