劉一秀 綜述,夏德林 審校
口腔癌是口腔頜面部中較為常見的惡性腫瘤,在全身惡性腫瘤的發(fā)病率中口腔癌占5%左右,其具有頸部淋巴結(jié)轉(zhuǎn)移及周圍組織局部浸潤生長的特點,患者的預(yù)后與腫瘤細胞向頸部淋巴結(jié)轉(zhuǎn)移密切相關(guān)[1],因此為了提高患者的生存率和口腔癌的治愈率,研究口腔癌的發(fā)病機制和路徑具有重要的意義。目前的研究表明[2-3],口腔癌中的惡性細胞與趨化因子關(guān)系緊密,尤其以趨化因子配體CXCL12 及受體CXCR4組成的反應(yīng)軸之間的作用引人矚目,它們不僅在腫瘤發(fā)病機制及轉(zhuǎn)移路徑中發(fā)揮關(guān)鍵作用,而且被認為有可能成為用于癌癥治療中嶄新的靶點?,F(xiàn)就CXCLl2/CXCR4 的生物特性及在口腔癌的表現(xiàn)和淋巴結(jié)轉(zhuǎn)移作一綜述。
1.1 CXCLl2/CXCR4 的結(jié)構(gòu)及結(jié)合機制 人體中的細胞種類繁多,部分細胞因子具有趨化活性簡稱為趨化因子,它們使免疫細胞聚集并作用于細胞免疫調(diào)節(jié)和病理過程中,較其他因子不同的是趨化因子含有四個半胱氨酸殘基構(gòu)成的兩對雙硫鍵。第一、第二半胱氨酸殘基之間由一個介入氨基酸殘基間隔,其分為兩個亞科:CXC 和CC 趨化因子。兩種因子間分子N端含半胱氨酸數(shù)目的不同,CXC 趨化因子的染色體定位于4號染色體而不同于CC趨化因子定位的17號染色體。小分子的趨化因子CXCL12 是趨化因子蛋白 的 一 種,通 過SDF-1α/CXCL12a 和SDF-1β/CXCL12b表達。它們是不同的變異拼接體,卻具有相同基因編碼,在表達與功能上沒有任何差異。CXCL12與大多數(shù)趨化因子的區(qū)別是在廣泛的組織中組成型表達,而不是在炎癥等因素下表達,因此可能具有免疫監(jiān)視作用[4]。在體外的CXCL12 通過淋巴細胞趨化因子表現(xiàn),效果顯著,它促使單核細胞、淋巴細胞等細胞的聚集數(shù)目較其他趨化因子多十倍[5]。CXCL12的生物配體CXCR4,是具有七次跨膜受體的蛋白體[6],受體CXCR4單獨作用于CXCL12,具有對CXCL12高度的親和力。CXCLl2與受體CXCR4之間相互作用,構(gòu)成的CXCLl2-CXCR4軸是細胞遷移和連接中的重要信息傳輸[7]。近年研究發(fā)現(xiàn),CXCLl2和CXCR4構(gòu)成的生物學(xué)軸在多種實體瘤的生長演變過程中發(fā)揮重要作用,與惡性腫瘤的發(fā)生、發(fā)展及預(yù)后密切相關(guān)[8-9],并且CXCR4-CXCL12 能使腫瘤細胞在遠離原發(fā)病灶的非適宜環(huán)境中生長。
1.2 CXCLl2/CXCR4在組織中的表達、信號轉(zhuǎn)導(dǎo)及其生物學(xué)功能 CXCLl2/CXCR4 不僅廣泛表達于如免疫反應(yīng)細胞、內(nèi)皮細胞和其他正常細胞,而且在全身很多重要器官中表達。發(fā)育成熟的CXCR4,主要表達于骨髓來源的細胞中,參與細胞趨化移動。Kato 等[10]發(fā)現(xiàn)在乳腺癌患者中發(fā)病初期及轉(zhuǎn)移中的癌細胞均高表達CXCR4。CXCR4 高表達增強腫瘤的增值能力和侵襲,促進淋巴結(jié)遠處的轉(zhuǎn)移。同時有研究表明,在前列腺癌、大腸癌、胃癌中CXCR4 也呈現(xiàn)出高表達。程偉等[11]研究表明,CXCR4 表達與腫瘤的TNM分期、淋巴結(jié)轉(zhuǎn)移及腫瘤的惡性度有關(guān),而與患者的性別及年齡無關(guān)。CXCR4表達于淋巴細胞和神經(jīng)元,是神經(jīng)系統(tǒng)的發(fā)展和對人類免疫缺陷病毒感染的共受體的一部分。而CXCL12 影響神經(jīng)細胞的生存力。GTP 結(jié)合蛋白連接到信號神經(jīng)并暴露CXCL12,確定受病毒感染的巨噬細胞(MDM)的功能。CXCL12 主要檢測星形膠質(zhì)細胞和巨噬細胞的水平。人類免疫缺陷病毒感染巨噬細胞分泌物時,減少病毒、CXCL12 誘導(dǎo)的G 抑制(GI),環(huán)磷酸腺苷(cAMP)聯(lián)蛋白,而增加細胞內(nèi)鈣。這種被部分阻斷CXCR4抗體或病毒的效應(yīng)來源于巨噬細胞。與GTP結(jié)合蛋白偶聯(lián)信號的變化相關(guān),但并沒有直接聯(lián)系增加神經(jīng)細胞的突觸傳遞。這些數(shù)據(jù)表明,CXCR4 介導(dǎo)的信號轉(zhuǎn)導(dǎo)機制或許是一個潛在的神經(jīng)功能障礙。近期的研究表明:CXCLl2/CXCR4相互作用形成的反應(yīng)軸參與人體多種免疫生理作用,主要包括:(1)參與胚胎如神經(jīng)系統(tǒng)的發(fā)育;(2)介導(dǎo)免疫反應(yīng);(3)管理造血細胞的產(chǎn)生、生長、發(fā)育轉(zhuǎn)移等;(4)為腫瘤的生長提供營養(yǎng);(5)調(diào)節(jié)腫瘤的反戰(zhàn)過程等。
CXCL12 可以防止口腔癌細胞的衰亡,CXCL12在體外,調(diào)節(jié)口腔癌細胞的增殖、存活和趨化。根據(jù)報道,在口腔癌、乳腺癌、胃癌等30 多種腫瘤細胞中表達CXCR4。因此在體內(nèi),CXCL12 或許會導(dǎo)致口腔癌組織的生長及擴散。CXCL12/CXCR4生物軸通過其對口腔癌細胞的趨化作用使口腔癌細胞生長,具有不可或缺的作用[12]。分泌的微環(huán)境主要是在口腔癌中,其表達水平與淋巴結(jié)轉(zhuǎn)移有關(guān),具體表達方式可能為CXCL12/CXCR4生物軸傳遞信號促進口腔癌組織的生長及發(fā)育,進而影響患者術(shù)后的恢復(fù)。所以通過監(jiān)測腫瘤標志物CXCL12/CXCR4 的數(shù)量,有助于判斷口腔癌組織的分化程度,為口腔癌的生長治療提供研究方向。
尹東等[13]通過檢測頰癌及舌癌細胞株中CXCR4及原發(fā)灶與頸部淋巴結(jié)中CXCL12的表達,分析其生長轉(zhuǎn)移及活動性,結(jié)果表明CXCL12/CXCR4 生物軸促進口腔癌細胞的生長和轉(zhuǎn)移。同時我們可以猜測或許干擾CXCL12/CXCR4之間的結(jié)合能成為治療口腔癌的新的思路及研究方向。劉紀雷等[14]將舌鱗狀細胞癌Tca8113細胞置于含10%胎牛血清的培養(yǎng)液中培養(yǎng),0.25%的胰酶消化傳代。將其分為4組,制備細胞爬片:(1)對照組;(2)CXCL12 因子刺激組,調(diào)整CXCL12終濃度為100ug/L;(3)單獨AMD3100組,調(diào)整AMD3100 終濃度為1mg/L;(4)AMD3100 預(yù)先干預(yù)組,終濃度為1mg/L的AMD3100,預(yù)先孵育1h。使用免疫組化檢測Tca8113細胞CXCR4蛋白的表達,結(jié)果顯示CXCR4在4組中均有陽性表達,其中CXCL12因子刺激組表達量最高,AMD3100預(yù)孵化組CXCR4受體的表達是最少的,其他兩組無顯著差異。實驗證明CXCL12 與CXCR4 結(jié)合使CXCR4 受體加快腫瘤細胞生長繁殖,強趨化作用的CXCL12促使舌鱗狀細胞生長移動,使腫瘤細胞在聯(lián)合作用下更易分散及運動。陳新明等[15]采用乳腺癌標本作為陽性對照,正常黏膜、正常涎腺組織為陰性對照,91例口腔鱗癌和76例涎腺樣囊性癌為實驗組,通過免疫組化分析,發(fā)現(xiàn)在口腔鱗狀細胞癌和腺樣囊性癌趨化因子受體CXCR4 的表達。結(jié)果表明:CXCR4 在口腔鱗癌石蠟切片及腺樣囊性癌石蠟切片中總體陽性表達率分別為62.6%、64.5%,其與腫瘤的直徑、TNM 分期及轉(zhuǎn)移有關(guān)(P<0.05)。說明趨化因子受體CXCR4 高表達于口腔鱗癌和涎腺腺樣囊性癌,且表達概率與腫瘤轉(zhuǎn)移相關(guān),由此可見CXCR4 是口腔癌轉(zhuǎn)移中重要的趨化劑。Almofti A 等[16]研究60 余例口腔癌活檢標本中CXCL12/CXCR4 的表達,采用免疫組化方法研究性別、年齡、淋巴結(jié)的轉(zhuǎn)移及預(yù)后等因素。CXCR4的表達和淋巴結(jié)轉(zhuǎn)移之間有顯著的關(guān)系,表達陽性的患者比陰性的患者預(yù)后差。雖然CXCL12 可誘導(dǎo)口腔鱗狀細胞癌細胞的轉(zhuǎn)移和擴散,但基質(zhì)金屬蛋白酶和尿激酶型纖溶酶原激活劑的表達沒有影響。這些結(jié)果表明,生物學(xué)軸的信號在口腔癌原位侵襲微轉(zhuǎn)移及淋巴轉(zhuǎn)移中起著重要的作用。Ishikawa T[17]選取8個口腔鱗狀細胞癌細胞系,通過細胞生長和體外實驗,研究CXCR4 對OSCC 細胞侵襲和轉(zhuǎn)移能力的作用,并下調(diào)CXCR4,檢測腫瘤細胞增殖力和侵襲力,利用免疫組化方法評估口腔鱗癌組織與CXCR4表達之間的聯(lián)系。結(jié)果顯示:CXCR4降低了口腔癌細胞的侵襲,其侵襲能力下降到載體控制感染的29%,CXCR4 表達口腔鱗癌細胞的增長較載體感染控制細胞慢,這些數(shù)據(jù)表明,下調(diào)CXCR4可影響癌細胞的增殖和侵襲,CXCR4或許是口腔鱗狀細胞癌一個有用的治療靶分子,作用顯著。
綜上所述,CXCLl2/CXCR4生物學(xué)軸在腫瘤的發(fā)生、發(fā)展過程中具有推動作用,可以作為一種嶄新的腫瘤標志物存在,它可以介導(dǎo)口腔癌細胞的侵襲、生長和轉(zhuǎn)移,可以推動口腔鱗癌的侵襲及頸部淋巴結(jié)轉(zhuǎn)移。雖然CXCLl2/CXCR4 生物學(xué)軸在腫瘤轉(zhuǎn)移中的作用機制目前尚不清楚,但研究已經(jīng)證實通過阻斷CXCLl2/CXCR4 是治療腫瘤的新路徑。目前CXCR4 拮抗劑在腫瘤治療方面還在臨床研究階段,隨著研究的深入,CXCR4 有望成為判斷口腔癌是否發(fā)生淋巴結(jié)轉(zhuǎn)移的一個新的診斷標準[18]。CXCR4拮抗劑的siRNA,AMD3100 可以降低CXCR4 的表達,不僅能抑制腫瘤細胞遷移和增殖的影響,并能減少體內(nèi)原發(fā)癌的形成,為臨床研究提供了一個洞察未來的治療劑。以阻斷CXCLl2/CXCR4 為中心的治療成為口腔鱗癌治療的新方法,擁有非常廣闊的應(yīng)用前景,有望提高腫瘤患者及口腔鱗癌患者的生存率,將在口腔鱗癌診斷治療中發(fā)揮重要作用。
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