單核細胞趨化蛋白-1MCP-1與 胰腺癌的關(guān)系分析研究 臨床醫(yī)學專業(yè)

單核細胞趨化蛋白-1(MCP-1）與胰腺癌的關(guān)系 關(guān)鍵詞:趨化因子；單核細胞趨化蛋白-1；腫瘤；胰腺癌TherelationshipofMonocyteChemoattractantProtein-1(MCP-1)andPancreaticCancerTANGZuxiongDepartmentofGeneralSurgery,TheFirstAffiliatedHospitalofSoochowUniversity,Suzhou215000,China摘要：細胞因子可以分為白細胞介素、干擾素、腫瘤壞死因子、集落刺激因子、趨化性細胞因子和生長因子六類。趨化因子是一類具有相似分子結(jié)構(gòu)的超家族趨化性細胞因子，依其一級結(jié)構(gòu)中N端高度保守序列的4個半胱氨酸殘基中前2個的排列分布狀況的不同被分為4類：C，CC，CXC和CX3C[1]。這些趨化因子與靶細胞膜上相應(yīng)受體——7次跨膜G蛋白偶聯(lián)趨化因子受體(7TM—GPCR)蛋白的胞外N端結(jié)合，介導(dǎo)受體蛋白胞內(nèi)C端絲氨酸／蘇氨酸磷酸化，通過不同的跨膜信號轉(zhuǎn)導(dǎo)通路，激活與細胞運動、侵襲、胞外基質(zhì)相互作用和細胞存活相關(guān)基因的轉(zhuǎn)錄[2]；通過趨化作用，選擇性地調(diào)控多種白細胞亞群募集和運輸。還參與調(diào)控B細胞和T細胞發(fā)育、樹突狀細胞成熟，調(diào)控THl和TH2免疫反應(yīng)，廣泛參與炎癥反應(yīng)與免疫調(diào)節(jié)[3]。單核細胞趨化蛋白-1(MCP-1，CCL2)是最早發(fā)現(xiàn)并被廣泛研究的CC類趨化因子家族的成員之一，它對單核細胞、天然殺傷細胞、T淋巴細胞、嗜堿性細胞和樹突狀細胞有趨化作用。本文著重以MCP-1為代表，對其做一定的論述并簡單介紹其在胰腺癌的表達及其生物學意義。1MCP-1的分子生物學特性 1．1MCP-1的蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)人類MCP-1以包含23個氨基酸組成的信號肽分子的前體蛋白形式分泌，在翻譯后加工過程中與信號肽解離后，完整的MCP-1由76個氨基酸殘基構(gòu)成。MCP-1一級結(jié)構(gòu)中的N端氨基酸殘基對于受體識別與信號轉(zhuǎn)導(dǎo)是十分重要的。MCP-1單體的二級結(jié)構(gòu)與其他CC類趨化因子例如MIP-1B、RANTES十分類似，均含有3個反向平行的口折疊及其上方的1個C端a螺旋，然而不同的是其N端2-6的氨基酸殘基組成的短310螺旋。在三級與四級結(jié)構(gòu)水平，高效液相色譜分析及沉積平衡超速離心與化學交聯(lián)分析證實，MCP-1與IL-8在生理濃度下幾乎均以單體形式存在，而當濃度超過100μm時，則以二聚體為主要的存在形式[4]。1．2MCP-1的基因結(jié)構(gòu)人類MCP-1基因基因坐落于17q11．2-12，包含了3個外顯子與2個內(nèi)含子，第1個外顯子編碼5’端非翻譯區(qū)及23個氨基酸的信號肽遺傳信息及MCP-1蛋白的前2個氨基酸，3～40個氨基酸由第2個外顯子編碼，第3個外顯子編碼C端其余36個氨基酸序列及3’端非翻譯區(qū)。MCP-1基因5’端上游的增強子中，存在于-128位的TRE元件和-64位的GCbox，及-2612位的NF-kB元件，對于IL-1b，TNF-a，LPS和TPA調(diào)控MCP-1基礎(chǔ)水平的持續(xù)表達具有十分重要的意義[4]。1．3MCP-1的細胞來源人類MCP-1，由包括正常組織細胞、白細胞及許多腫瘤細胞等多種細胞分泌。在正常組織細胞中，MCP-1的主要細胞來源是內(nèi)皮細胞、成纖維細胞及單核細胞[4]。2MCP-1受體與靶細胞MCP-1可以結(jié)合的趨化因子受體有CCR2、CCR4、CCRIO。其中CCR2主要分布在單核細胞、嗜堿性粒細胞和樹突狀細胞膜上；CCR4主要在嗜堿性粒細胞膜上表達；CCRl0主要分布在胎盤、胎兒肝細胞膜上。MCP-1主要通過與CCR2結(jié)合發(fā)揮其生物學效應(yīng)。當MCP-1與CCR2受體結(jié)合后，引起胞內(nèi)PTX敏感的胞內(nèi)Ca+內(nèi)流增加、CAMP抑制、磷脂酶C以及磷脂酰肌醇-3激酶(PI3K)的激活。也有研究證實，趨化因子發(fā)揮生物學效應(yīng)存在其他信號轉(zhuǎn)導(dǎo)通路。如在單核細胞中，MCP-1激活受體酪氨酸磷酸化，并激活JAK2/STAT3通路，且不受PTX毒素抑制。MCP-1還可以激活ERK、JNKl及p38活性，從而激活MAPK通路[5]。MCP-1的靶細胞除單核細胞外，還包括記憶和殺傷T淋巴細胞、NK細胞、嗜堿性粒細胞、樹突狀細胞(DC)[4]和骨髓抑制細胞(MSC)[6]。3MCP-1與慢性炎癥性疾病由于MCP-1/CCR2對單核細胞的趨化作用，MCP一1在與此相關(guān)的慢性炎癥疾病中發(fā)揮重要的調(diào)節(jié)作用，研究最為透徹的是在動脈粥樣硬化中的作用。目前認為，血管內(nèi)皮細胞在持續(xù)的氧化膽固醇毒性、高血壓切應(yīng)力以及紊亂的血流作用下發(fā)生損傷。循環(huán)中的單核細胞為修復(fù)內(nèi)皮損傷沉積在血管內(nèi)皮下，并分化成巨嗜細胞，吞噬大量脂質(zhì)，在血管壁內(nèi)堆積。巨嗜細胞、血管平滑肌細胞等分泌趨化因子與生長因子，引發(fā)慢性炎癥反應(yīng)，最終形成成熟斑塊。在MCP-1或CCR2基因缺陷的鼠動脈粥樣硬化模型的研究中證實，CCL2或CCR2表達的缺失，可以減少動脈脂質(zhì)沉積和單核細胞浸潤，從而減輕疾病的嚴重程度和發(fā)病風險。與此相反，在基因工程高血脂兔模型中，血管壁過度表達MCP-1，可加速發(fā)生動脈粥樣硬化的進程口[7]。臨床流行病學資料同樣表明，MCP-1和CCL2在人類疾病中有類似的作用。冠狀動脈球囊擴張術(shù)后血漿MCP-1水平升高與發(fā)生再狹窄相關(guān)[8]。4MCP-1與胰腺癌許多腫瘤組織中存在趨化因子及其受體的表達。近10年來，對腫瘤炎癥微環(huán)境的研究顯示，不僅腫瘤細胞自身遺傳物質(zhì)異常，包括機體免疫狀態(tài)、腫瘤微環(huán)境等在內(nèi)的許多宿主因素，都對腫瘤的發(fā)生、發(fā)展及其生物學行為產(chǎn)生深遠的影響。目前諸多研究認為，趨化因子網(wǎng)絡(luò)參與調(diào)節(jié)的腫瘤微環(huán)境更傾向于促進腫瘤細胞生長、存活及加速腫瘤侵襲和轉(zhuǎn)移。惡性腫瘤具有誘導(dǎo)新生血管生成的特征。VEGF被確認為是主要的促血管生成因子。近年研究報道。許多趨化因子、特別是ELR+CXC家族趨化因子同樣具有促進血管生成的作用。MCP-1同樣具有促進血管生成的生物學效應(yīng)。一方面，MCP-1趨化TAM進入腫瘤組織，分泌VEGF、TGF-β等血管生成因子和ELR+CXC類趨化因子，間接刺激新生血管生成；另一方面，MCP-1直接作用于血管內(nèi)皮細胞膜上的CCR2受體，趨化內(nèi)皮定向細胞運動。在鳥絨毛膜尿囊膜試驗(CAM)和鼠主動脈萌發(fā)試驗中，在排除炎癥細胞浸潤的影響后，MCP-1仍然促進血管形成[14]。最近報道，MCP-1還趨化血管平滑肌細胞和間質(zhì)細胞向內(nèi)皮細胞運動，在TGF—B促進血管生成中起到中介作用[15]。MCP-1參與腫瘤免疫耐受微環(huán)境的形成。在腫瘤微環(huán)境中，IL-12、INF-γ等細胞因子缺乏，相反，VEGF，IL-6，IL-10，TGF-β等細胞因子含量豐富。這種細胞因子平衡失調(diào)，導(dǎo)致DC細胞分化、成熟障礙[16]。而不成熟和半成熟狀態(tài)的DC細胞被認為是調(diào)節(jié)機體免疫耐受的免疫耐受DC細胞(TDC)。TDC通過轉(zhuǎn)化、擴增CD4+、CD25+調(diào)節(jié)性T細胞(Treg)以及IL-10分泌型CD4+TR1細胞，表達更多的免疫抑制因子，如IL-10、TGF-β、吲哚胺2，3-二氧化酶(IDO)等，介導(dǎo)機體針對腫瘤的T細胞免疫耐受。研究證明，在非小細胞肺癌、晚期卵巢癌、胰腺癌、乳腺癌中，TDC誘導(dǎo)TReg細胞轉(zhuǎn)化、擴增，并抑制T細胞免疫[17]。胰腺癌是消化道常見的惡性腫瘤之一，是惡性腫瘤中最常見的，多發(fā)生于胰頭部。腹痛及無痛性黃疸為胰頭癌的常見癥狀。糖尿病患者長期大量吸煙，高脂肪高動物蛋白飲食者，發(fā)病率相對增高，本病多發(fā)于中老年人，男性患者遠較絕經(jīng)前的婦女多，絕經(jīng)后婦女發(fā)病率與男性相仿。發(fā)病原因尚不清楚，發(fā)現(xiàn)些環(huán)境因素與胰腺癌的發(fā)生有關(guān)。已定的首要危險因素為吸煙，糖尿病膽石病飲酒（包括啤酒）以及慢性胰腺炎等進食高脂肪高蛋白飲食和精制的面粉食品，胃切除術(shù)也是發(fā)生胰腺癌的危險因素，其死亡率極高。MCP-1可誘導(dǎo)表達于內(nèi)皮細胞、平滑肌細胞和單核細胞，能刺激血管內(nèi)皮細胞和平滑肌細胞分裂增殖，并可誘導(dǎo)多種組織因子的表達和活性增加，同時誘導(dǎo)單核細胞浸潤[9]。近年研究發(fā)現(xiàn)，正常上皮及上皮來源良性腫瘤細胞極少表達MCP-1，但部分上皮來源的惡性腫瘤細胞能合成和分泌MCP-1，發(fā)現(xiàn)MCP-1陽性表達惡性腫瘤侵襲能力、血管生成及間質(zhì)單核巨噬細胞浸潤數(shù)量明顯高于陰性病例，且其表達水平與多種促血管生成因子呈密切正相關(guān)［10-12］。MCP-1陽性惡性腫瘤轉(zhuǎn)移發(fā)生率明顯增高，預(yù)后較差，其可能機制與MCP-1刺激腫瘤血管生成及誘導(dǎo)巨噬細胞浸潤等因素有關(guān)。胰腺癌MCP-1表達陽性率及評分明顯高于慢性胰腺炎，未轉(zhuǎn)移癌MCP-1表達陽性率及其評分較明顯低于轉(zhuǎn)移癌（P<0.01）。說明部分胰腺癌能合成和分泌MCP-1，MCP-1與其相應(yīng)受體結(jié)合后通過促進腫瘤血管生成和誘導(dǎo)癌基質(zhì)巨噬細胞浸潤等方式影響胰腺癌生物學行為和預(yù)后［10-13］。綜上所述，MCP-1影響胰腺癌的生物學行為、轉(zhuǎn)移發(fā)生及預(yù)后，其機制除促進腫瘤血管生成及提高癌細胞侵襲和轉(zhuǎn)移能力外，是否與其他許多因素有關(guān)，及MCP-1在其他常見腫瘤中的作用尚待深入研究。參考文獻1KakinumaT，HwangST．Chemokines，chemokinereceptors，andcancermetastasis[J]．JLeukocBiol。2006，79(4)：639—651．2SlettenaarVI，WilsonJL．Thechemokinenetwork：atargetincancerbiology[J]．AdvDrugDelivRev，2006，58(8)：962—974．3EscheC，StellatoC，BeckLA．Chemokines：keyplayersininhateandadaptiveimmunity[J]．JInvestDermatol，2005。125(4)：615—628．4VanCoillieE，VanDammeJ，OpdenakkerG．TheMCP／eotaxinsubfamilyofCCchemokines[J]．CytokineGrowthFactorRev，1999，10(1)：61-86．5CambienB,PomeranzM，MilletMA，eta1．SignaltransductioninvolvedinMCP-1-mediatedmonocytictransendothelialmigration[J]．Blood，2001，97(2)：359—366．6HuangB．LeiZ，ZhaoJ，eta1．CCL2／CCR2pathwaymediatesrecruitmentofmyeloidsuppressorcellstocancers[J]．CancerLett，2007，252(1)：86-92．7DalyC，RollinsBJ．Monocytechemoattractantprotein-1(CCL2)ininflammatorydiseaseandadaptiveimmunity：thera-peuticopportunitiesandcontroversies[J]．Microcirculation，2003，10(3-4)：247-257．8CipolloneF,MariniM，F(xiàn)aziaM,eta1．Elevatedcirculatinglevelsofmonocytechemoattractantprotein-1inpatientswithrestenosisaftercoronaryangioplasty[J]．ArteriosclerThrombVascBiol,2001，21(3)：327-334．9PellegriuoA,YaccaA,Scavellic,etal.Chemkinesandtumors[J]．RecentiProgMed,2002,99(1)：642-65410OhtaM,KitadaiY,TanakaS,etal.Monocytechemoattractantprotein-1expressioncorrelateswithmacrophageinfiltrationandtumorv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