IL-8-CXCR1/2信号通路与卵巢上皮癌关系的研究进展①

王开南　李　芳

(大连医科大学基础医学院免疫教研室，大连116044)

IL-8-CXCR1/2信号通路与卵巢上皮癌关系的研究进展①

王开南李芳

(大连医科大学基础医学院免疫教研室，大连116044)

CXCR1/2是一类G蛋白偶联受体，CXCR1主要与IL-8结合，而CXCR2可以与多种配体(IL-1～3,Gro-α，β，γ，IL-8)结合,在机体内CXCR1与CXCR2具有协同的作用[1]。CXCR1/2在正常机体内主要表达于中性粒细胞表面，当有外来病原体入侵，在组织局部引起炎症反应，炎症组织释放IL-8等趋化因子，经血液循环与中性粒细胞表面的CXCR1/2结合，从而趋化中性粒细胞迁移至炎症发生部位吞噬和杀灭病原体[2]。此外，IL-8-CXCR1/2信号通路具有显著的促血管生成作用，参与机体内创伤愈合过程[3]。

卵巢上皮癌(Epithelial ovarian cancer,EOC)是起源于卵巢上皮细胞的高度恶性肿瘤，位居全球女性死亡原因第五位[4]，在我国EOC的发病率和死亡率也在逐年上升，在各种妇科恶性肿瘤中其发病率位居第二位，死亡率位居第一位。由于卵巢上皮癌位于盆腔深部，早期通常无症状，不易察觉，目前缺乏对EOC的早期诊断手段，当患者出现临床症状就诊时大多已至晚期，癌细胞大量转移，使得临床发现的卵巢上皮癌患者多已错过手术根治的最佳时机[5,6]。化疗作为卵巢上皮癌术后和无法手术患者的重要治疗手段，一直是EOC治疗的研究热点。目前常用于EOC治疗的化疗药物如顺铂、环磷酰胺等，具有细胞毒性，在杀死肿瘤细胞的同时也破坏了正常细胞，引发细胞免疫反应，从而产生严重的免疫炎性损伤，这种副作用往往是剂量相关性的，因此极大地制约了化疗药物的抗癌效果，EOC是化疗敏感的肿瘤，如果可以缓解化疗药物的副作用，增强EOC患者对药物的耐受能力，将会大大提高化疗效果。在EOC患者体内，IL-8-CXCR1/2信号通路过度激活，其拮抗剂可以拮抗体内的免疫炎性反应，从而缓解抗肿瘤药物的副作用。有研究表明CXCR2受体在环磷酰胺所致出血性膀胱炎机制中有重要作用，提示抑制CXCR2受体可以缓解环磷酰胺的副作用[7]。此外，CXCR1/2受体抑制剂G31P能够明显缓解顺铂所致的肾毒性[8]。本文着眼于IL-8-CXCR1/2信号通路与卵巢上皮癌之间的相互作用，期待找到更加有效的卵巢上皮癌治疗的新靶点。

1IL-8、CXCR1/2在卵巢上皮癌患者体内高表达

肿瘤在机体中能否生长、甚至转移，关键在于肿瘤细胞的增殖、黏附、迁移、血管生成和免疫逃避的能力[5]。有研究显示，肿瘤细胞可合成并分泌大量IL-8，与自身或其他肿瘤细胞表面的CXCR1/2受体结合，从而促进肿瘤组织血管生成、肿瘤细胞增殖和转移。CXCR1/2受体在卵巢癌、前列腺癌、肝细胞癌、鼻咽癌、肾细胞癌等恶性肿瘤中均高表达，且与肿瘤的增殖、转移和血管生成有关[9-11]。最早在2000年，Karin等[12]检测了26例卵巢组织(其中4例正常卵巢组织；22例卵巢癌样本)中IL-8及其受体CXCR1/2的表达情况，结果显示IL-8、CXCR1/2在EOC的上皮细胞和基质中都呈高表达，并且在良性、交界性、恶性卵巢肿瘤中表达水平都有不同程度的增高[12]。此后，又陆续有实验研究表明在EOC组织、EOC腹腔转移产生的腹水、患者血浆中IL-8水平均升高[13,14]。

2IL-8-CXCR1/2信号通路与卵巢上皮癌细胞的增殖

CXCR1/2位于细胞表面，患者体内的IL-8与细胞上的CXCR1/2结合后，激活第一信使磷脂酰肌醇-3-羟激酶或磷酸酶C、第二信使苏氨酸激酶(Akt)、蛋白激酶C、 钙离子或丝裂原蛋白激酶，调节细胞周期[13]。在体内，CXCL1类细胞因子IL-8、GRO-1和IL-6与EOC细胞表面CXCR2结合，激活蛋白酶C水解表皮生长因子受体(Epidermal growth factor receptor，EGFR)上的肝素结合表皮细胞生长因子(Heparin-binding epidermal growth factor，HB-EGF)，活化EGFR受体，激活MAPK信号通路[15](其中第二信使AKt可激活NF-κB促进癌细胞增殖)，增强癌细胞的迁移和侵袭能力[16]，从而发挥促进EOC细胞的增殖的作用。当EOC发生腹腔转移时，腹膜间皮细胞产生大量的IL-8、GRO-1和IL-6与EOC细胞表面的CXCR1/2结合，促进癌细胞的增殖和转移，有研究表明这一机制在发生腹腔转移的EOC过程中发挥重要作用[17]。

3IL-8-CXCR1/2信号通路与卵巢上皮癌细胞的转移

在EOC患者体内，IL-8-CXCR1/2信号通路主要通过激活各种炎性趋化因子，建立利于癌细胞增殖转移的微环境来发挥促进EOC细胞转移的作用。IL-8-CXCR1/2信号通路可促进TNF的合成和分泌，TNF是可调节各种炎性趋化因子的重要介导因子，其通过激活核因子(nuclear factor-κB，NF-κB)促进细胞产生大量炎性趋化因子[4]。IL-8-CXCR1/2信号通路增强基质金属蛋白酶-2，9(Matrix metalloprotease-2，MMP-2，9)活性，一方面MMP-2，9可降解基底层细胞主要结构胶原蛋白Ⅳ，有利于肿瘤细胞的扩散，另一方面MMP-2，9可增强血管内皮生长因子的活性，促进新生血管形成，为肿瘤细胞的增殖和转移提供营养条件[13,18]。除此之外，IL-8-CXCR1/2信号通路介导细胞的迁移作用的机制与衔接蛋白-2(Adaptin-2，AP2)有关，AP2与β-抑制蛋白竞争结合细胞内的网格蛋白，阻止β-抑制蛋白与CXCR2-LLKIL结合位点上的丝氨酸残基结合，促进CXCR2的丝氨酸残基磷酸化，从而发挥其促癌细胞转移的作用。细胞多形性也是影响癌细胞转移能力的重要因素之一，IL-8-CXCR1/2信号通路可激活第一信使磷脂酰肌醇-3-羟激酶(Phosphatidy linesl 3-kinase，PI3K),进一步激活二磷酸磷脂酰肌醇(Phosphatidy inositol phospbate-2，PIP2)、三磷酸磷脂酰肌醇(Phosphatidy inositol phosphate-3，PIP3),促进微管蛋白乙酰化，使细胞更易于变形，穿过基底层细胞间隙，向其他组织器官转移[3]。

4IL-8-CXCR1/2信号通路与卵巢上皮癌组织的血管生成

2000年Salcedo等[19]研究表明内皮细胞上表达的CXCR1/2受体是介导血管生成的主要因素。Krzysztof等[20]将35名EOC腹腔转移患者的腹水进行离心，分别检测上清液和细胞沉淀物中IL-8的含量，并评价每个样本中肿瘤细胞的促血管生成能力：将分离所得的EOC细胞注射如小鼠体内，建立小鼠皮肤血管生成实验模型，结果表明IL-8在上清液中含量高，其浓度与肿瘤细胞促血管生成能力相关。基质金属蛋白酶-1(Matrix metalloprotease-1，MMP-1)是介导癌细胞转移的重要因子，研究表明IL-8-CXCR1/2信号通路的活化可促进MMP的合成与分泌，同时MMP通过激活蛋白酶激活受体-1(Protease activated receptor-1，PAR-1)又反向促进IL-8、GR0-α的分泌，最终可使新生血管及新生血管分支增加四倍，而外源性给予IL-8、GRO-α可促进生成新生血管23倍，血管增长13倍，如应用CXCR1/2受体阻滞剂X1/2pal-i3，可使新生血管生成减少68%，血管长度伸长减少58%[21]。目前表皮生长因子抑制剂(吉非替尼)已经在临床中用于非小细胞肺癌的治疗，并取得了显著疗效，故同样具有促血管生成作用的IL-8-CXCR1/2信号通路可能成为未来EOC治疗的新靶点。

5IL-8-CXCR1/2信号通路与卵巢上皮癌分型、分期的关系

IL-8-CXCR1/2信号通路对不同临床分期及不同病理类型EOC的影响并不相同。Browne等[21]分别对良性、交界性、恶性卵巢上皮性肿瘤组织中CXCR2的表达进行了研究，检测了115例卵巢上皮性肿瘤组织(其中良性21例；交界性25例；恶性69例：包括浆液性囊腺癌、透明细胞囊腺癌、子宫内膜样腺癌、黏液性囊腺癌四种亚型)，分析CXCR2受体表达程度与EOC的病理分型、临床分期以及无进展生存年和总生存年的关系：CXCR2在肿瘤组织中的表达水平与恶性EOC的临床分期无明显关系，但在不同病理类型的恶性EOC中表达水平不同，主要在子宫内膜样腺癌(30%的病例中高表达)和浆液性囊腺癌(13.5%的病例中高表达)中高表达。有研究指出，血浆IL-8高水平提示进展期EOC，通过检测患者血浆中IL-8的表达水平可以预测进展期卵巢癌患者生存时间[23,24]。IL-8-CXCR1/2信号通路在EOC组织中的高表达常常和预后差[25]、化疗药物敏感性低相关，IL-8与EOC细胞上的受体CXCR1/2结合后，可以降低顺铂和紫杉醇抑肿瘤机制中半胱天冬蛋白-3(caspase-3)的活性，从而使EOC细胞产生耐药性。CXCR1/2的这种促耐药作用与多重耐药基因(MDR1)、凋亡抑制因子(Bcl-2、Bcl-xL、 XIAP)及PI3 K/Akt 、 Ras/MEK/ERK信号通路有关[14]。Meirong等[26]的研究表明CXCR1/2受体拮抗剂SB22500可以促进CDDP(顺氯氨铂)-耐药的EOC细胞株调亡，且诱导凋亡的程度与SB225002的浓度有关。

6小结及展望

IL-8-CXCR1/2信号通路是人体内重要的炎症反应信号通路，EOC组织作为患者体内异常组织，其与IL-8-CXCR1/2信号通路这一免疫炎症反应通路的相互作用值得探讨。已有大量实验研究表明在EOC患者的血浆中IL-8(以及其他CXCL1类与CXCR1/2结合的细胞因子)水平异常增高，且患者血浆中IL-8水平与EOC的临床分期及病理分型相关。IL-8-CXCR1/2信号通路可活化EGFR受体，进而激活APK信号通路促进EOC细胞增殖；通过调节TNF等炎性细胞因子的合成与分泌，建立肿瘤微环境，增强MMP活性，促进EOC细胞转移；同时增强EGF和MMP的活性都有利于肿瘤新生血管的生成。IL-8-CXCR1/2信号通路主要通过以上三种机制对EOC产生重要的影响。目前具有拮抗CXCR1/2受体作用的物质有X1/2pal-i3、CX43 38、SB225002、G31P，很多研究者已将CXCR2受体的拮抗剂应用于肿瘤治疗的研究中，如卵巢癌、横纹肌肉瘤[21，26-28]。此外IL-8-CXCR1/2信号通路作为一种炎症反应通路，其拮抗剂也可缓解其他抗癌药物的副作用，将有效的化疗药物与IL-8-CXCR1/2信号通路拮抗剂联合应用，可增强抑癌效果，同时减轻药物副作用，是近期卵巢癌治疗的新方向。在不同组织类型的EOC中，IL-8-CXCR1/2信号通路对肿瘤的影响不同，子宫内膜样腺癌中IL-8-CXCR1/2信号通路的活性最高，提示应针对病人的临床类型及分期进行个体化治疗，对于子宫内膜样腺癌EOC患者采取IL-8-CXCR1/2信号通路拮抗剂与其他敏感化疗药物联合应用的治疗方案。综上所述，IL-8-CXCR1/2信号通路不仅在EOC患者体内高表达，具有促进EOC细胞增殖、转移、促进EOC组织及其周围血管生成的作用，并且与其他化疗药物合用，可以减轻药物的副作用，因此，IL-8-CXCR1/2信号通路将成为未来卵巢癌治疗有效的新靶点。

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[收稿2015-06-21修回2015-08-11]

(编辑许四平)

doi:10.3969/j.issn.1000-484X.2016.06.031

作者简介：王开南(1994年-)，女，在读硕士，主要从事细胞因子与肿瘤研究，E-mail:854624115@qq.com。

通讯作者及指导教师：李芳(1958年-)，女，博士，教研室主任，教授，博士生导师，辽宁省免疫学会常务理事，博士，主要从事细胞因子在疾病中的作用研究。

中图分类号R392.3

文献标志码A

文章编号1000-484X(2016)06-0904-04

①本文为国家自然科学基金(30772023)资助项目。