单核细胞趋化蛋白-1(MCP-1)与胰腺癌的关系.doc

单核细胞趋化蛋白-1(MCP-1）与胰腺癌的关系关键词: 趋化因子；单核细胞趋化蛋白-1；肿瘤；胰腺癌The relationship of Monocyte Chemoattractant Protein-1(MCP-1) and Pancreatic Cancer TANG Zuxiong Department of General Surgery ,The First Affiliated Hospital of Soochow University, Suzhou 215000 ,China摘要：细胞因子可以分为白细胞介素、干扰素、肿瘤坏死因子、集落刺激因子、趋化性细胞因子和生长因子六类。趋化因子是一类具有相似分子结构的超家族趋化性细胞因子，依其一级结构中N端高度保守序列的4个半胱氨酸残基中前2个的排列分布状况的不同被分为4类：C，CC，CXC和CX3C1。这些趋化因子与靶细胞膜上相应受体7次跨膜G蛋白偶联趋化因子受体(7TMGPCR)蛋白的胞外N端结合，介导受体蛋白胞内C端丝氨酸苏氨酸磷酸化，通过不同的跨膜信号转导通路，激活与细胞运动、侵袭、胞外基质相互作用和细胞存活相关基因的转录2；通过趋化作用，选择性地调控多种白细胞亚群募集和运输。还参与调控B细胞和T细胞发育、树突状细胞成熟，调控THl和TH2免疫反应，广泛参与炎症反应与免疫调节3。单核细胞趋化蛋白-1(MCP-1，CCL2)是最早发现并被广泛研究的CC类趋化因子家族的成员之一，它对单核细胞、天然杀伤细胞、T淋巴细胞、嗜碱性细胞和树突状细胞有趋化作用。本文着重以MCP-1为代表，对其做一定的论述并简单介绍其在胰腺癌的表达及其生物学意义。1 MCP-1的分子生物学特性11 MCP-1的蛋白质结构人类MCP-1以包含23个氨基酸组成的信号肽分子的前体蛋白形式分泌，在翻译后加工过程中与信号肽解离后，完整的MCP-1由76个氨基酸残基构成。MCP-1一级结构中的N端氨基酸残基对于受体识别与信号转导是十分重要的。MCP-1单体的二级结构与其他CC类趋化因子例如MIP-1B、RANTES十分类似，均含有3个反向平行的口折叠及其上方的1个C端a螺旋，然而不同的是其N端2-6的氨基酸残基组成的短310螺旋。在三级与四级结构水平，高效液相色谱分析及沉积平衡超速离心与化学交联分析证实，MCP-1与IL-8在生理浓度下几乎均以单体形式存在，而当浓度超过100m时，则以二聚体为主要的存在形式4。12 MCP-1的基因结构人类MCP-1基因基因坐落于17q112-12，包含了3个外显子与2个内含子，第1个外显子编码5端非翻译区及23个氨基酸的信号肽遗传信息及MCP-1蛋白的前2个氨基酸，340个氨基酸由第2个外显子编码，第3个外显子编码C端其余36个氨基酸序列及3端非翻译区。MCP-1基因5端上游的增强子中，存在于-128位的TRE元件和-64位的GC box，及-2612位的NF-kB元件，对于IL-1b，TNF-a，LPS和TPA调控MCP-1基础水平的持续表达具有十分重要的意义4。13 MCP-1的细胞来源人类MCP-1，由包括正常组织细胞、白细胞及许多肿瘤细胞等多种细胞分泌。在正常组织细胞中，MCP-1的主要细胞来源是内皮细胞、成纤维细胞及单核细胞4。2 MCP-1受体与靶细胞MCP-1可以结合的趋化因子受体有CCR2、CCR4、CCRIO。其中CCR2主要分布在单核细胞、嗜碱性粒细胞和树突状细胞膜上；CCR4主要在嗜碱性粒细胞膜上表达；CCRl0主要分布在胎盘、胎儿肝细胞膜上。MCP-1主要通过与CCR2结合发挥其生物学效应。当MCP-1与CCR2受体结合后，引起胞内PTX敏感的胞内Ca+内流增加、CAMP抑制、磷脂酶C以及磷脂酰肌醇-3激酶(PI3K)的激活。也有研究证实，趋化因子发挥生物学效应存在其他信号转导通路。如在单核细胞中，MCP-1激活受体酪氨酸磷酸化，并激活JAK2/STAT3通路，且不受PTX毒素抑制。MCP-1还可以激活ERK、JNKl及p38活性，从而激活MAPK通路5。MCP-1的靶细胞除单核细胞外，还包括记忆和杀伤T淋巴细胞、NK细胞、嗜碱性粒细胞、树突状细胞(DC) 4和骨髓抑制细胞(MSC) 6。3 MCP-1与慢性炎症性疾病由于MCP-1/CCR2对单核细胞的趋化作用，MCP一1在与此相关的慢性炎症疾病中发挥重要的调节作用，研究最为透彻的是在动脉粥样硬化中的作用。目前认为，血管内皮细胞在持续的氧化胆固醇毒性、高血压切应力以及紊乱的血流作用下发生损伤。循环中的单核细胞为修复内皮损伤沉积在血管内皮下，并分化成巨嗜细胞，吞噬大量脂质，在血管壁内堆积。巨嗜细胞、血管平滑肌细胞等分泌趋化因子与生长因子，引发慢性炎症反应，最终形成成熟斑块。在MCP-1或CCR2基因缺陷的鼠动脉粥样硬化模型的研究中证实，CCL2或CCR2表达的缺失，可以减少动脉脂质沉积和单核细胞浸润，从而减轻疾病的严重程度和发病风险。与此相反，在基因工程高血脂兔模型中，血管壁过度表达MCP-1，可加速发生动脉粥样硬化的进程口7。临床流行病学资料同样表明，MCP-1和CCL2在人类疾病中有类似的作用。冠状动脉球囊扩张术后血浆MCP-1水平升高与发生再狭窄相关8。4 MCP-1与胰腺癌许多肿瘤组织中存在趋化因子及其受体的表达。近10年来，对肿瘤炎症微环境的研究显示，不仅肿瘤细胞自身遗传物质异常，包括机体免疫状态、肿瘤微环境等在内的许多宿主因素，都对肿瘤的发生、发展及其生物学行为产生深远的影响。目前诸多研究认为，趋化因子网络参与调节的肿瘤微环境更倾向于促进肿瘤细胞生长、存活及加速肿瘤侵袭和转移。恶性肿瘤具有诱导新生血管生成的特征。VEGF被确认为是主要的促血管生成因子。近年研究报道。许多趋化因子、特别是ELR+CXC家族趋化因子同样具有促进血管生成的作用。MCP-1同样具有促进血管生成的生物学效应。一方面，MCP-1趋化TAM进入肿瘤组织，分泌VEGF、TGF-等血管生成因子和ELR+CXC类趋化因子，间接刺激新生血管生成；另一方面，MCP-1直接作用于血管内皮细胞膜上的CCR2受体，趋化内皮定向细胞运动。在鸟绒毛膜尿囊膜试验(CAM)和鼠主动脉萌发试验中，在排除炎症细胞浸润的影响后，MCP-1仍然促进血管形成14。最近报道，MCP-1还趋化血管平滑肌细胞和间质细胞向内皮细胞运动，在TGFB促进血管生成中起到中介作用15。MCP-1参与肿瘤免疫耐受微环境的形成。在肿瘤微环境中，IL-12、INF-等细胞因子缺乏，相反，VEGF，IL-6，IL-10，TGF-等细胞因子含量丰富。这种细胞因子平衡失调，导致DC细胞分化、成熟障碍16。而不成熟和半成熟状态的DC细胞被认为是调节机体免疫耐受的免疫耐受DC细胞(TDC)。TDC通过转化、扩增CD4+、CD25+调节性T细胞(Treg)以及IL-10分泌型CD4+TR1细胞，表达更多的免疫抑制因子，如IL-10、TGF-、吲哚胺2，3-二氧化酶(IDO)等，介导机体针对肿瘤的T细胞免疫耐受。研究证明，在非小细胞肺癌、晚期卵巢癌、胰腺癌、乳腺癌中，TDC诱导TReg细胞转化、扩增，并抑制T细胞免疫17。胰腺癌是消化道常见的恶性肿瘤之一，是恶性肿瘤中最常见的，多发生于胰头部。腹痛及无痛性黄疸为胰头癌的常见症状。糖尿病患者长期大量吸烟，高脂肪高动物蛋白饮食者，发病率相对增高，本病多发于中老年人，男性患者远较绝经前的妇女多，绝经后妇女发病率与男性相仿。发病原因尚不清楚，发现些环境因素与胰腺癌的发生有关。已定的首要危险因素为吸烟，糖尿病胆石病饮酒（包括啤酒）以及慢性胰腺炎等进食高脂肪高蛋白饮食和精制的面粉食品，胃切除术也是发生胰腺癌的危险因素，其死亡率极高。 MCP-1可诱导表达于内皮细胞、平滑肌细胞和单核细胞，能刺激血管内皮细胞和平滑肌细胞分裂增殖，并可诱导多种组织因子的表达和活性增加，同时诱导单核细胞浸润9。近年研究发现，正常上皮及上皮来源良性肿瘤细胞极少表达MCP-1 ，但部分上皮来源的恶性肿瘤细胞能合成和分泌MCP-1 ，发现MCP-1 阳性表达恶性肿瘤侵袭能力、血管生成及间质单核巨噬细胞浸润数量明显高于阴性病例，且其表达水平与多种促血管生成因子呈密切正相关10-12。MCP-1 阳性恶性肿瘤转移发生率明显增高，预后较差，其可能机制与MCP-1 刺激肿瘤血管生成及诱导巨噬细胞浸润等因素有关。胰腺癌MCP-1 表达阳性率及评分明显高于慢性胰腺炎，未转移癌MCP-1 表达阳性率及其评分较明显低于转移癌（ P0.01）。说明部分胰腺癌能合成和分泌MCP-1，MCP-1与其相应受体结合后通过促进肿瘤血管生成和诱导癌基质巨噬细胞浸润等方式影响胰腺癌生物学行为和预后10-13。 综上所述，MCP-1影响胰腺癌的生物学行为、转移发生及预后，其机制除促进肿瘤血管生成及提高癌细胞侵袭和转移能力外，是否与其他许多因素有关，及MCP-1在其他常见肿瘤中的作用尚待深入研究。参考文献1 Kakinuma T，Hwang STChemokines，chemokine receptors，and cancer metastasisJJ Leukoc Biol。2006，79(4)：6396512 Slettenaar VI，Wilson JLThe chemokine network：a target incancer biologyJAdv Drug Deliv Rev，2006，58(8)：9629743 Esche C，Stellato C，Beck LAChemokines：key players in inhateand adaptive immunityJJ Invest Dermatol，2005。125(4)：6156284 Van Coillie E，Van Damme J，Opdenakker GThe MCPeotaxin subfamily of CC chemokinesJCytokine Growth FactorRev，1999，10(1)：61-865 Cambien B, Pomeranz M，Millet MA，et a1Signal transduction involved in MCP-1-mediated monocytic transendothelial migrationJBlood，2001，97(2)：3593666 Huang BLei Z，Zhao J，et a1CCL2CCR2 pathway mediatesrecruitment of myeloid suppressor cells to cancersJCancerLett，2007，252(1)：86-927 Daly C，Rollins BJ Monocyte chemoattractant protein-1(CCL2)in inflammatory disease and adaptive immunity：thera-peutic opportunities and controversiesJMicrocirculation，2003，10(3-4)：247-2578 Cipollone F, Marini M，Fazia M, et a1Elevated circulating levels of monocyte chemoattractant protein-1 in patients with restenosis after coronary angioplastyJArterioscler Thromb Vasc Biol,2001，21(3)：327-3349 Pellegriuo A , Yacca A , Scavellic ,et al. 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