乳腺癌中趨化因子受體7及兩個(gè)配體介導(dǎo)的細(xì)胞信號(hào)通路

宋云蕾，唐建紅

（贛南醫(yī)學(xué)院科研中心，江西 贛州 341000）

乳腺癌是一種女性高發(fā)的腫瘤，多發(fā)生于乳腺導(dǎo)管和乳腺小葉，其臨床表現(xiàn)主要為乳房腫塊、乳房皮膚異常等。隨著腫瘤細(xì)胞轉(zhuǎn)移，乳腺癌患者出現(xiàn)淋巴結(jié)腫大、多器官病變，直接威脅患者生命。然而目前尚無有效的手段阻止乳腺癌發(fā)生及轉(zhuǎn)移，早期多采取手術(shù)切除聯(lián)合藥物或放射療法進(jìn)行治療，但腫瘤細(xì)胞發(fā)生轉(zhuǎn)移后，患者五年生存率明顯下降。因此，探索乳腺癌轉(zhuǎn)移相關(guān)分子標(biāo)志物及其分子機(jī)制，將有助于乳腺癌治療，而趨化因子受體7（C-C motif chemokine receptor 7，CCR7）在乳腺癌轉(zhuǎn)移或發(fā)展過程中起著重要作用，它的兩個(gè)配體趨化因子配體19（C-C motif chemokine ligand 19，CCL19）和趨化因子配體21（C-C motif chemokine ligand 21，CCL21）與CCR7結(jié)合后，下游信號(hào)通路有所差異，可能對(duì)乳腺癌的發(fā)展起著不同的作用。

1 CCR7與乳腺癌

CCR7 在乳腺癌的發(fā)展過程中起著重要作用。正常生理情況下，CCR7 在淋巴組織的各種細(xì)胞中表達(dá)，參與活化B 淋巴細(xì)胞、T 淋巴細(xì)胞，刺激樹突細(xì)胞成熟，并參與調(diào)控記憶T 細(xì)胞遷移至炎癥組織以及T 細(xì)胞和樹突細(xì)胞歸巢至淋巴結(jié)［1-4］。CCR7 能夠極化細(xì)胞骨架，使細(xì)胞根據(jù)配體濃度梯度來遷移，如果在腫瘤細(xì)胞中CCR7 表達(dá)異常，將影響腫瘤遷移和侵襲，比如胃癌［5］、肺癌［6］、腸癌［7］及乳腺癌［8］。在多種腫瘤細(xì)胞中，CCR7 的表達(dá)都有所增加［9-14］。乳腺癌細(xì)胞也同樣如此，與正常乳腺組織相比，原發(fā)性乳腺癌組織中CCR7 的mRNA 表達(dá)水平上調(diào)［15］，并且在多種乳腺癌細(xì)胞系，如MDA-MB-231、MCF7 和HS-578T 中，CCR7 同樣表達(dá)增加［16］。除此之外，TCGA 數(shù)據(jù)也同樣表明，三陰性乳腺癌中CCR7 的mRNA 表達(dá)相比正常乳腺組織更高［17］。與表達(dá)異常相對(duì)應(yīng)的是，CCR7 的表達(dá)影響著乳腺癌發(fā)展。研究發(fā)現(xiàn)，在MMTV-PyMT 轉(zhuǎn)基因乳腺癌鼠中，敲除CCR7 導(dǎo)致腫瘤數(shù)量、轉(zhuǎn)移區(qū)域、肺轉(zhuǎn)移病灶數(shù)量及乳腺干細(xì)胞比例下降［18］。另外，將乳腺癌細(xì)胞系4T1 細(xì)胞注射進(jìn)BABL/c 小鼠中，敲除CCR7組的腫瘤體積更?。?7］，而上調(diào)CCR7 組的小鼠腫瘤體積比對(duì)照組明顯更大［19］。在乳腺癌細(xì)胞系中也發(fā)現(xiàn)，用CCL19或CCL21刺激腫瘤細(xì)胞，Transwell實(shí)驗(yàn)中遷移和侵襲的細(xì)胞比例明顯上升，而用siRNA或shRNA 沉默CCR7 之后上述生物學(xué)行為發(fā)生逆轉(zhuǎn)［20-21］。CCR7 參與淋巴細(xì)胞歸巢至淋巴結(jié)，因此在乳腺癌中表達(dá)異常的CCR7 可能也和乳腺癌的淋巴結(jié)轉(zhuǎn)移有關(guān)。在乳腺癌組織中，CCR7高表達(dá)與淋巴結(jié)陽性密切相關(guān)［22-24］。除了淋巴結(jié)轉(zhuǎn)移外，還有研究報(bào)道CCR7表達(dá)增加的乳腺癌細(xì)胞植入MMTV-PyMT轉(zhuǎn)基因鼠中后，比對(duì)照組能檢測(cè)到更多的肺部腫瘤數(shù)量［25］?？偠灾?，CCR7 和乳腺癌的發(fā)展密切相關(guān)。

2 CCR7的兩個(gè)配體

CCR7有兩個(gè)配體：CCL19與CCL21。在正常生理情況下，它們共同調(diào)控T 細(xì)胞和樹突細(xì)胞歸巢至淋巴結(jié)區(qū)域［26］。雖然兩個(gè)配體擁有同一個(gè)受體，但人類CCL19 和CCL21 氨基酸序列相似度僅有27.6%（圖1）。盡管CCL19 與CCL21 氨基酸相似度不高，但它們有相似的保守趨化因子特征——三級(jí)結(jié)構(gòu)，包括無序N 端和與信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)相關(guān)的核心結(jié)構(gòu)域。核心結(jié)構(gòu)域包括靠近N 端的環(huán)形區(qū)域、三鏈β折疊區(qū)域和靠近C端的螺旋區(qū)域。兩個(gè)配體的核心區(qū)域與CCR7的細(xì)胞外環(huán)狀結(jié)構(gòu)2區(qū)域相結(jié)合，激活G 蛋白信號(hào)［27］。因?yàn)橄嗨频娜?jí)結(jié)構(gòu)，兩種配體均可極化肌動(dòng)球蛋白細(xì)胞骨架，從而促進(jìn)細(xì)胞沿著趨化因子梯度遷移［28］。兩個(gè)配體在氨基酸序列上來說還是有很多不同的，最明顯的就是CCL21 有著明顯的C 末端，而CCL19 沒有。CCL21 的C 端能和細(xì)胞外基質(zhì)的葡糖氨基葡聚糖（Glycosaminoglycans，GAGs）相結(jié)合，在核心結(jié)構(gòu)域和細(xì)胞表面的CCR7結(jié)合后，使T 細(xì)胞或樹突細(xì)胞黏附在基質(zhì)中的內(nèi)皮細(xì)胞表面［29］。CCL19則具有和CCL21不同的核心結(jié)構(gòu)域氨基酸，能夠促使受體更多絲氨酸或蘇氨酸磷酸化，進(jìn)而招募β 抑制蛋白［30］。β 抑制蛋白是一種支架蛋白，它能招募多種信號(hào)蛋白到磷酸化的受體上，介導(dǎo)受體內(nèi)化，內(nèi)化后的受體形成內(nèi)體小泡，降低胞膜上的受體數(shù)量，限制對(duì)配體的敏感性，造成受體脫敏［31］。CCL19 的負(fù)向調(diào)控作用有助于T 細(xì)胞遷移的精準(zhǔn)調(diào)控［32］。在乳腺癌中，兩個(gè)配體或許也會(huì)發(fā)揮不同的作用。

圖1 人類CCL19與CCL21氨基酸序列比對(duì)，包括信號(hào)肽、氨基端、核心結(jié)構(gòu)域和羧基端

3 在乳腺癌中CCL19 及CCL21 激活的信號(hào)通路

兩個(gè)配體通過和CCR7結(jié)合，激活乳腺癌0細(xì)胞的各種信號(hào)通路，從而影響乳腺癌細(xì)胞生存、增殖及遷移［33］。在乳腺癌中，兩個(gè)配體的mRNA 表達(dá)都與CCR7 的mRNA 表達(dá)顯著正相關(guān)（圖2）。這說明兩個(gè)配體在乳腺癌中與CCR7 共表達(dá)，與其一起發(fā)揮作用。

圖2 CCL19、CCL21與CCR7的mRNA表達(dá)（RNA-seq及microarray數(shù)據(jù)）的相關(guān)性

CCL19 及CCL21 與CCR7 結(jié)合后，會(huì)激發(fā)腫瘤細(xì)胞內(nèi)的信號(hào)通路（圖3）［33］。一方面，CCL19 或CCL21 與CCR7 結(jié)合后，CCR7 胞內(nèi)結(jié)構(gòu)域發(fā)生構(gòu)象變化，導(dǎo)致G 蛋白復(fù)合物發(fā)生亞基脫離。G 蛋白由Gα、Gβ 和Gγ 三個(gè)亞基組成，呈聚集狀態(tài)，配體結(jié)合后，Gα 和其他兩個(gè)亞基分離，分別與不同的細(xì)胞內(nèi)信號(hào)蛋白相結(jié)合，從而傳遞級(jí)聯(lián)信號(hào)［34］。CCL19 及CCL21 共同具有激活G 蛋白下游信號(hào)分子的能力，比如磷脂酰肌醇激酶（Phosphatidylinositol 3-kinas‐es，PI3K）/蛋白激酶B（Protein kinase B，AKT）、細(xì)胞外調(diào)節(jié)蛋白激酶（Extracellular regulated protein ki‐nases，ERK）等信號(hào)通路，并影響EMT 相關(guān)基因、淋巴管生成因子及基質(zhì)重構(gòu)基因的表達(dá)，從而引起乳腺癌細(xì)胞增殖、抗凋亡以及遷移［35-36］。其中，PI3K/AKT 通路在細(xì)胞內(nèi)能夠響應(yīng)細(xì)胞外刺激，通過信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)控制許多細(xì)胞功能，PI3K 接受CCR7 受體信號(hào)后構(gòu)象發(fā)生變化，招募并磷酸化激活A(yù)KT 酶，進(jìn)而活化mTOR/Raptor 復(fù)合物，隨后活化的復(fù)合物能夠使核糖體蛋白S6 激酶和eIF4E 結(jié)合蛋白1 磷酸化，促進(jìn)mRNA 翻譯、蛋白質(zhì)合成及自噬［37］。而ERK 通路是一個(gè)進(jìn)化保守的級(jí)聯(lián)信號(hào)，能夠傳遞細(xì)胞表面受體的信號(hào)進(jìn)入胞核，激活的ERK 可以磷酸化許多底物包括其他激酶和轉(zhuǎn)錄因子，一般與細(xì)胞周期進(jìn)展、分化、蛋白質(zhì)翻譯及逃避細(xì)胞死亡程序相關(guān)，從而促進(jìn)細(xì)胞增殖和生存［38］。有研究發(fā)現(xiàn)，在乳腺癌細(xì)胞系MCF7 和MDA-MB-231 中，加入重組CCL21蛋白后磷酸化的AKT 和ERK1/2 蛋白表達(dá)增加，同時(shí)淋巴管生成因子VEGF-C 的mRNA 和蛋白表達(dá)明顯增加，體內(nèi)淋巴管生成增加；沉默CCR7 后，兩個(gè)磷酸化蛋白的表達(dá)明顯下降，同時(shí)淋巴管生成因子VEGF-C 的mRNA 和蛋白表達(dá)下降，這說明CCR7 可能通過PI3K/AKT 及ERK 通路調(diào)控乳腺癌的淋巴管形成［39］。除淋巴管形成外，加入重組CCL19蛋白后的MCF7 和MDA-MB-231 細(xì)胞在磷酸化的AKT 和ERK增加的同時(shí)，還能發(fā)現(xiàn)CyclinD1、BCL-2及BCL-xL蛋白表達(dá)明顯增加，導(dǎo)致細(xì)胞死亡率明顯下降，顯示CCR7 信號(hào)可能通過PI3K/AKT 及ERK 通路調(diào)控細(xì)胞周期及細(xì)胞生存［40］。

圖3 CCL19與CCL21激活的細(xì)胞內(nèi)信號(hào)通路［33］

另一方面，CCL19 還參與CCR7 受體脫敏程序。CCL19 與CCR7 結(jié)合后，使CCR7 的C 端被G 蛋白耦聯(lián)受體激酶磷酸化，招募β 抑制蛋白，引起受體內(nèi)化，并啟動(dòng)多余受體回收重利用程序，降低信號(hào)的傳遞。也有研究發(fā)現(xiàn)，在乳腺癌3D 微環(huán)境中，CCL19 能夠增加乳腺癌細(xì)胞運(yùn)動(dòng)的異質(zhì)性，即在CCL19 濃度接近CCR7 動(dòng)態(tài)動(dòng)力學(xué)結(jié)合常數(shù)時(shí)，細(xì)胞運(yùn)動(dòng)更加不對(duì)稱，提示CCL19 參與調(diào)控乳腺癌微環(huán)境中腫瘤細(xì)胞的異質(zhì)性及侵襲能力［41］。從目前的研究來看，在乳腺癌中，相對(duì)于CCL21，除了共同的G 蛋白激活信號(hào)，CCL19 還具有偏向性的受體內(nèi)化信號(hào)通路。

4 展 望

目前CCR7 相關(guān)的免疫治療研究主要是注射CCL21 基因編輯的樹突狀細(xì)胞或成纖維細(xì)胞，介導(dǎo)腫瘤微環(huán)境的免疫系統(tǒng)，從而起到破壞腫瘤細(xì)胞的效果，比如治療小鼠支氣管肺泡細(xì)胞癌［42］、人類肺癌［43］。目前在乳腺癌上缺少相關(guān)研究，但有相關(guān)中成藥治療的研究，比如蒺藜皂苷提取物、姜黃提取物等中成藥能夠降低CCR7 表達(dá)，影響乳腺癌的轉(zhuǎn)移［44-45］。當(dāng)然也有研究通過腫瘤靶向的CCR7 抗體納米顆粒治療三陰性乳腺癌小鼠模型，有效抑制了三陰性乳腺癌的淋巴轉(zhuǎn)移，并在腫瘤切除前進(jìn)行納米顆粒治療，小鼠模型預(yù)后良好，沒有進(jìn)一步轉(zhuǎn)移和復(fù)發(fā)，說明使用腫瘤靶向的CCR7 抗體納米顆粒治療將是很好的臨床研究方向［46］。

在正常樹突細(xì)胞中，CCL19 能夠激活更強(qiáng)的短時(shí)G 蛋白激活、β 抑制蛋白招募、內(nèi)化和趨化信號(hào)，而CCL21 激活的是較弱但持久的幾種信號(hào)［47］。雖然乳腺癌細(xì)胞上并未有激活信號(hào)強(qiáng)弱的研究報(bào)道，但結(jié)合正常細(xì)胞上的數(shù)據(jù)來說，CCL19 和CCL21 激活的各種下游信號(hào)可能也有強(qiáng)弱之分。研究?jī)蓚€(gè)配體在乳腺癌上的差異將有助于了解CCR7 影響乳腺癌發(fā)展的相關(guān)機(jī)制，也將為治療乳腺癌提供一些參考。例如CCL19 具有偏向性的受體內(nèi)化信號(hào)通路，那么在何種情況下CCL19 只產(chǎn)生降低受體的作用而又不激活G 蛋白信號(hào)，那么局部作用于乳腺癌病灶區(qū)域?qū)⒔档腿橄侔┘?xì)胞的轉(zhuǎn)移能力，從而控制乳腺癌的進(jìn)展。