CXCR1、CXCR2可作為判斷HCC預后的標志物

楊曉娟 于曉輝

肝細胞癌(hepatocellular carcinoma，HCC)是常見的惡性腫瘤之一，其發病率和死亡率極高[1]。侵襲和遷移是導致其不良預后的主要原因，趨化因子受體參與并調節這一過程[2]。趨化因子受體家族龐大，根據其結構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展相關，研究表明，CCR主要在早期胰腺癌[3]、結直腸癌的淋巴轉移[4]中發揮作用。CX3CR可以通過募集NK細胞抑制神經膠質瘤的生長[5]。CXCR則在肝癌組織中高表達，通過與相應的趨化因子α配體(CXCL)結合，驅動炎性細胞、上皮細胞和成纖維細胞的游走和定向趨化。Peng等[6]發現在HCC組織中以CXCR1、CXCR2的升高為主，過表達的CXCR1、CXCR2增強了肝癌細胞的侵襲與遷移能力，進而影響HCC的預后。故CXCR1、CXCR2可以作為預測HCC預后的標志物，現針對CXCR1、CXCR2與HCC關系的最新研究進展作一綜述。

一、CXCR1、CXCR2概述

CXCR1、CXCR2均可與白介素-8(interlukine 8，IL-8，又名CXCL8)發生非特異性結合，故又稱為IL-8RA(CXCR1) 和 IL-8RB(CXCR2)。兩者同源性高達77%，屬于屬 G 蛋白偶聯受體超家族成員。CXCR1、CXCR2 主要表達于中性粒細胞、單核細胞、肥大細胞、Th1 細胞、CD8+T 細胞以及 CD56+NK 細胞等細胞表面，參與了炎細胞驅動、腫瘤相關微環境的調控等過程。CXCR1、CXCR2可分別與CXCL6和CXCL8結合促進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等結合影響HCC的病理過程。HCC患者外周血單個核細胞中CXCR1和CXCR2的mRNA水平較肝硬化、正常對照組明顯升高；且表達水平與HCC分期、淋巴結轉移、遠處轉移的風險呈正相關[7,25]。也有研究表明當下調肝癌細胞中CXCR1[8]、CXCR2[9]的表達水平時，HCC的侵襲和遷移能力減弱，同時檢測到HCC組織附近的多發腫瘤個數、血管侵犯程度及HCC的復發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揮作用，但是兩者調控HCC侵襲和遷移的機制又不盡相同。

二、CX CR1與HCC

CXCR1又名白介素8受體α(Interleukin Receptor A，IL8RA)，優先與CXCL8結合，其次還可與CXCL6結合，發揮生物學作用。CXCR1[8]、CXCL6[10]和CXCL8[11]均在HCC組織中高表達，且與HCC患者的腫瘤數量、腫瘤分級、復發率、細胞侵襲和遷移呈正相關。那么CXCR1是具體如何影響這一過程呢？腫瘤相關中性粒細胞向高表達CXCR1的HCC組織內迅速聚集，使得HCC中呈現出腫瘤相關中性粒細胞大規模浸潤的現象，這已經被廣泛認為是HCC預后的獨立因素之一[12]。這些腫瘤相關中性粒細胞可上調微小核糖核酸miR-301b-3p水平、下調去泛素化酶CYLD的表達，這種變化增加HCC干細胞活性從而誘導增加NF-κB的活性并活化NF-κB信號通路，影響HCC的增殖、凋亡、自噬及侵襲和遷移等。此外，活化的NFκB信號通路還可以分泌更多的趨化因子并誘導腫瘤相關中性粒細胞聚集形成正反饋環路加速HCC的進展[13]。CXCR1作為該環路的始動因素之一，控制整個環路的進程與啟動，調整HCC相關微環境向更適合肝癌生長的方向轉變。在此條件下HCC來源的成纖維細胞數量不斷增加、活性不斷增強。HCC來源的成纖維細胞分泌CXCL6、CXCL8等細胞因子同時上調SMMC-7721細胞中CXCR1的表達，高水平的CXCR1可以活化CXCR1+/EpCAM+(上皮細胞黏附分子)信號軸，從而驅動HCC細胞向肝癌周圍組織遷移。利用CXCR1拮抗劑SCH 527123處理SMMC-7721細胞后發現其侵襲和遷移能力明顯減弱[8]，這就進一步證實了這個觀點。由此可知，CXCR1主要是通過調節腫瘤相關免疫細胞的浸潤，改變HCC相關微環境，從而調控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)，優先與CXCL8結合，其次還可與HCC組織中高表達的CXCL(1,2,3,5,6)、IL-17A[14]和核蛋白DEK[15]等結合影響HCC的發生發展。 HCC組織中CXCR2表達水平與HCC發展速度呈正相關，下調其表達可阻斷HCC的進程。具體機制是：HCC組織異常表達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胞(Myeloid-derived suppressor cells，MDSCs)過表達CXCR2，從而驅動MDSCs向HCC組織內移動。過多的MDSCs聚集到HCC中，改變HCC相關微環境并顯著抑制CD8+T細胞的抗腫瘤免疫，促進HCC免疫逃逸。當機體抗腫瘤免疫被明顯抑制時，HCC組織通過改變細胞因子的水平影響其微環境。如肝癌細胞中IL-17A的表達明顯升高時，小鼠移植瘤模型中血管內皮細胞的趨化性顯著增加，并促進肝癌血管形成、移植瘤的生長。將CXCR2抑制劑SB225002與異常表達IL-17A的肝癌細胞共培養，發現血管內皮細胞的趨化性被大幅度削弱。因此，IL-17A可能是通過CXCR2促進血管內皮細胞的趨化性，以CXCR2依賴的方式將內皮細胞募集到腫瘤中，增加HCC組織內的新生血管生成[14]。同時細胞外異常表達的核蛋白DEK通過與CXCR2結合從而激活ERK1/2和AKT信號通路并促進造血，進而為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HCC的趨化性減弱、CD8+T細胞的抗腫瘤能力恢復，在一定程度上抑制了HCC免疫逃逸；同時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CXCR2表達可以抑制細胞外調節蛋白激酶1/2 (Extracellular regulated protein kinases,ERK1/2)的激活降低信號傳導及轉錄激活因子3(Signal transducers and activators of transcription, STAT3)磷酸化水平，進而抑制HCC細胞的增殖并誘導其凋亡[19-20]。由此可知， CXCR2通過誘導增加MDSCs的趨化性，促進HCC發生免疫逃逸。CXCR2還可以上調ERK1/2磷酸化水平，異常激活ERK1/2信號通路促進HCC的增殖。但CXCR2具體是如何調控ERK1/2信號通路的，目前仍在研究中。免疫逃逸是HCC迅速生長并向遠處轉移的重要因素，但并不是唯一。Zheng等[21]發現CXCL6與CXCR2結合并激活基質金屬蛋白酶9(Matrix metallo protein 9,MMP9)，促進細胞外基質的降解，從而增強肝癌細胞的活動能力。隨后HCC以上皮間質轉換的方式逐漸向遠處擴散。同時高表達CXCR2和CXCL5的肝癌細胞，通過激活CXCR2/ CXCL5信號軸啟動PI3K/Akt/GSK- 3β信號級聯反應，誘導上皮間質轉換，從而完成肝癌細胞的侵襲和遷移[22]。細胞黏附能力的改變也是促進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CXCL2的細胞，其黏附能力明顯減弱,更易發生侵襲和遷移。將上述細胞分別與CXCR2抑制劑共培養后，發現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信號軸募集循環肝癌細胞、募集中性粒細胞在HCC組織外聚集，增加HCC細胞定植的敏感性，促進HCC向遠處轉移[24]。這提示了CXCR2通過促進免疫逃逸、腫瘤新生血管的形成、促進上皮間質轉換、募集循環HCC細胞，下調HCC細胞的黏附能力等，促進HCC發生侵襲和遷移并在遠處迅速定植。

四、CXCR1/CXCR2信號軸與HCC

CXCR1、CXCR2除了分別與相應的配體結合，還可以彼此交聯形成CXCR1/CXCR2信號軸影響HCC的發生過程，這些配體中又以CXCL8與CXCR1、CXCR2的親和力最高。Bi等[25]為了進一步探索這一過程，利用CXCL8處理Huh-7和HepG2細胞，發現CXCR1、CXCR2的表達水平在一定范圍內隨CXCL8濃度的增加而上升，肝癌細胞侵襲和遷移的能力明顯加強。反之，當沉默CXCR1、CXCR2表達后肝癌細胞侵襲和遷移能力則減弱[26]。由此可以初步得出結論，CXCL8是通過調控CXCR1/CXCR2信號軸，進而影響HCC的侵襲和遷移。為了進一步說明這一過程，將si CXCL8轉染至HepG2細胞中，發現PI3K、AKT、NFκB及相應磷酸化蛋白的表達水平均明顯下調。當PI3K/AKT、AKT/NFκB等信號轉導過程被抑制后肝癌細胞的侵襲和遷移能力恢復，同時Bax表達上調并激活caspase-3誘導細胞凋亡[27-28]。由此可以推測，CXCR1/CXCR2信號軸可能是通過激活PI3K/AKT/NF-κB信號通路，進而促進HCC的增殖、凋亡、血管生成、侵襲和遷移。這就進一步提示了，CXCR1和CXCR2除了作為細胞因子單獨影響HCC的發展外，還可通過串聯形成信號軸的方式放大信號影響HCC的病理過程，甚至還可啟動體內的某些腫瘤相關信號通路進而調控HCC的進程。肝癌細胞分泌大量的CXCL8、CXCR1和CXCR2，這些細胞因子在肝癌細胞胞質內聚集，同時CXCL8也可誘導HCC組織內的炎性細胞分泌CXCR1和CXCR2[25]。Chen等[29]發現,腫瘤組織內的CXCL8-CXCR1/2信號軸被順序活化時, 可以上調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HCC細胞的增殖、血管生成、侵襲和遷移等行為。反之，被異常激活的ERK1/2信號通路也能促進CXCL8的分泌，以反饋調節的方式促進HCC的進展[30]。此外，高水平的p-AKT也可通過促進p-ERK的表達并上調?CXCR4表達[31-32]，進而活化CXCR4/ CXCR7信號軸，誘導HCC的增殖、上皮間質轉換、血管生成等過程，影響HCC的發生發展[33]。由此可以推測，CXCR1/CXCR2信號軸不僅可以作為一個獨立的因素影響HCC的進展，還可通過觸發信號級聯反應調控HCC的生物學行為。

綜上所述，CXCR1、CXCR2在HCC的形成過程中發揮了重要作用。當CXCR1、CXCR2與不同的配體結合時，它們既可作為獨立的個體，改變HCC相關微環境、趨化HCC細胞向肝癌組織外遷移、誘導HCC發生免疫逃逸、募集循環HCC細胞并形成大量的腫瘤新生血管及異常造血。也可作為一個整體，直接促進HCC增殖、侵襲和遷移，或上調下游ERK、AKT和NF-κB的磷酸化水平，激活ERK、AKT和NF-κB信號通路并影響HCC的增殖、自噬、凋亡、細胞骨架重排和細胞趨化性改變等行為。雖然CXCR1、CXCR2在單獨或串聯形成信號軸時均可影響HCC的進程，但是這兩種情況對HCC發展的影響程度是否一致，在何種狀態下兩者串聯形成信號軸，目前仍在進一步研究中。那么，尋找CXCR1、CXCR2影響HCC發生發展的最佳功能狀態，可以將其作為HCC預后的標志物和可能的靶點。