综述:CXCL2:肿瘤微环境和炎症性疾病中的关键角色

【字体: 时间:2025年04月08日 来源:Cancer Cell International 5.3

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  这篇综述聚焦于 CXCL2(C-X-C 基序趋化因子配体 2),详细阐述其在肿瘤微环境(TME)和炎症性疾病中的重要作用。它能调节细胞活动、促进肿瘤发生和影响免疫浸润,还参与多种炎症性疾病的病理过程,为相关疾病治疗提供潜在靶点。

  ### CXCL2 与肿瘤微环境及炎症性疾病的关联
在人体这个复杂的 “小宇宙” 里,肿瘤微环境(TME)可谓是一个充满神秘色彩的 “黑暗角落”。它就像一个精心构建的生态系统,由癌细胞、免疫细胞、成纤维细胞以及细胞外基质(ECM)等多种 “成员” 组成。这个 “小世界” 里的各种成分相互作用,共同营造出一种慢性炎症、免疫抑制和血管生成的环境,为癌细胞的生长、转移提供了 “温床” 。
趋化因子作为免疫系统中的 “信号兵”,在免疫细胞的迁移和激活过程中发挥着至关重要的作用。其中,CXCL2 属于 C-X-C 趋化因子亚家族,是一种强大的中性粒细胞趋化因子,就像给中性粒细胞发出的 “召集令”,能引导它们快速奔赴 “战场”,参与炎症反应。

近年来,越来越多的研究发现,CXCL2 在肿瘤的发生发展以及多种炎症性疾病的进程中都扮演着极为关键的角色。深入探究 CXCL2 的结构特点、生物学功能以及相关分子机制,对于开发针对肿瘤和炎症性疾病的新型治疗策略具有重要意义。

CXCL2 及其受体 CXCR2 的结构与特征


CXCL2 是 ELR + CXC 趋化因子亚家族的重要成员,它的 “诞生地” 在染色体 4q21。1988 年,CXCL2 与 CXCL1、CXCL3 一同被科学家发现,从此进入了人们的研究视野。在结构上,CXCL2 最初是以一种没有活性的前体蛋白形式存在,由 107 个氨基酸组成,就像一颗尚未 “激活” 的 “种子”。经过膜型 6 基质金属蛋白酶的 “雕琢”,它被切割成成熟的活性形式(氨基酸 5 - 73),从而能够发挥其生物学功能。

CXCR2 是 CXCL2 的 “专属搭档”,是一种 G 蛋白偶联受体。它在 1991 年被识别,主要分布在中性粒细胞、内皮细胞和单核细胞等细胞表面。CXCR2 基因位于染色体 2q34 - q35,含有 11 个外显子,它所编码的受体能够介导免疫细胞的趋化和激活。在许多病理情况下,比如肿瘤的恶化和慢性炎症的发展,都能看到 CXCR2 信号通路出现异常激活的身影。

CXCL2 的调节与功能多样性


CXCL2 的表达受到多种炎症刺激因素的严格调控,像肿瘤坏死因子 -α(TNF-α)、白细胞介素 1β(IL - 1β)和脂多糖(LPS)等,它们就像一个个 “开关”,通过激活 NF - κB 和 MAPK 信号通路,来控制 CXCL2 的产生。

CXCL2 在体内的功能十分多样。在免疫反应中,它是中性粒细胞迁移的 “引路人”,帮助中性粒细胞穿越内皮细胞,奔赴炎症或感染部位,就像带领士兵冲向战场一样,对机体的免疫防御和组织修复起着关键作用。同时,它还参与了血管生成、伤口愈合等重要的生理过程,在维持身体正常功能方面功不可没。

CXCL2 在肿瘤中的复杂角色


越来越多的证据表明,CXCL2 在多种癌症的发展过程中都扮演着重要角色,比如胰腺癌(PAAD)、肾透明细胞癌(KIRC)和胃癌(STAD)等。在肿瘤微环境中,CXCL2 就像癌细胞的 “帮凶”,它与 CXCR2 受体结合后,能够激活 ERK/MAPK、PI3K/AKT、JAK/STAT3 等多条信号通路,为癌细胞的增殖、迁移和免疫逃逸提供 “助力”。

在结直肠癌中,CXCL2 的表达水平与患者的预后密切相关,高表达的 CXCL2 往往预示着较差的生存率,它就像是结直肠癌患者预后的一个 “警示灯”。在体外实验中,激活 CXCL2 能够显著促进结肠癌细胞的增殖和迁移,而阻断 CXCR2 则可以抑制癌细胞的转移,这进一步证明了 CXCL2 在结直肠癌发展中的重要作用。

肺癌患者中,CXCL2 的异常表达与临床分期以及免疫细胞浸润密切相关。它不仅可以促进肺癌细胞的转移,还参与了非小细胞肺癌对安罗替尼的耐药过程,成为肺癌治疗过程中的一个 “绊脚石”。

乳腺癌的发生发展也离不开 CXCL2 的 “推波助澜”。癌症相关成纤维细胞(CAFs)分泌的 CXCL2 能够促进乳腺癌细胞的迁移和侵袭,并且与乳腺癌的化疗耐药性密切相关。此外,CXCL2 还在乳腺癌的免疫调节过程中发挥作用,影响着肿瘤微环境的免疫状态。

肝癌组织中,CXCL2 的表达随着肿瘤的发展逐渐升高,并且与肿瘤的大小、分期以及血管栓塞等情况都有关系。它可以促进肝癌细胞的增殖和转移,同时还参与调节肿瘤的免疫微环境,影响着肝癌的治疗效果和患者的预后。

胃癌组织中,CXCL2 的表达明显升高,它在胃癌的发生、发展以及转移过程中都扮演着重要角色,还与胃癌患者的免疫浸润和预后密切相关,是胃癌研究中的一个关键分子。

不过,有趣的是,CXCL2 在肿瘤中的作用并非一成不变。在某些特定情况下,它也可能发挥肿瘤抑制作用,比如促进中性粒细胞对癌细胞的杀伤,这表明 CXCL2 在肿瘤生物学中的角色十分复杂,就像一个多面 “角色”,需要我们更深入地去研究和理解。

CXCL2 在炎症性疾病中的影响


炎症是身体对感染、刺激或损伤的一种自然防御反应,而 CXCL2 在这个过程中扮演着重要角色。

在肺部炎症中,CXCL2 是肺部抵御细菌感染过程中的 “重要参与者”。它能够诱导多种肺炎的发生,同时在慢性阻塞性肺疾病(COPD)的发展过程中也起到关键作用。COPD 患者的气道炎症反应与 CXCL2 的分泌密切相关,抑制 CXCL2 的分泌可以有效减轻炎症反应,这为 COPD 的治疗提供了新的思路。

在骨关节炎中,CXCL2 作为一种由中性粒细胞产生的趋化因子,参与了免疫细胞的招募和迁移过程。在类风湿关节炎(RA)患者中,CXCL2 能够促进 CD14 + 单核细胞的迁移,并通过 ERK、MAPK 和 NFκB 等信号通路诱导破骨细胞的形成,加重关节损伤。

动脉粥样硬化是一种常见的心血管疾病,CXCL2 在其发展过程中也起着不可忽视的作用。它能够促进单核细胞和中性粒细胞的招募、趋化和增殖,通过激活 NF - κB 信号通路,推动动脉粥样硬化的进程。同时,中性粒细胞释放的细胞外陷阱(NETs)还能诱导巨噬细胞释放白细胞介素 - 1β(IL - 1β),进一步刺激 T 细胞产生细胞因子 IL - 17,导致 CXCL1 和 CXCL2 的表达增加,形成一个恶性循环,加剧动脉粥样硬化的发展。

肥胖是一种与慢性炎症密切相关的代谢性疾病,CXCL2 在其中也扮演着重要角色。在肥胖小鼠和肥胖人群中,CXCL2 的表达明显增加,它参与了肥胖相关的脂肪组织炎症过程,促进了炎症细胞的招募和炎症反应的加剧。而且,研究发现,通过调节 CXCL2 的表达,可以改善肥胖小鼠的伤口愈合情况,这表明 CXCL2 在肥胖及其相关并发症的发生发展中具有重要作用。

针对 CXCL2 的治疗策略与挑战


鉴于 CXCL2 在肿瘤和炎症性疾病中的重要作用,以 CXCL2/CXCR2 轴为靶点的治疗策略成为了研究热点。目前的治疗策略主要集中在抑制 CXCR2,因为它是多个 ELR + CXC 趋化因子的共同受体。一些 CXCR2 拮抗剂,如 SB225002 和 AZD5069,在临床前模型和早期临床试验中展现出了一定的潜力,能够抑制肿瘤生长、减少炎症反应。

然而,在开发针对 CXCL2 的治疗方法过程中,还面临着许多挑战。一方面,趋化因子系统存在冗余性,抑制 CXCL2 可能会导致其他趋化因子的补偿性激活,继续激活 CXCR2 信号通路,这就像一个复杂的 “信号迷宫”,增加了治疗的难度。另一方面,CXCL2 在肿瘤中的双重作用,以及在不同炎症环境中的多样功能,使得我们在制定治疗策略时需要更加谨慎,要充分考虑到肿瘤的类型、阶段以及患者的个体差异。此外,目前针对 CXCL2 的临床数据还比较有限,如何将临床前研究的成果更好地转化为临床治疗的成功,也是我们需要面对的一个重要问题。

未来研究方向与展望


为了克服当前面临的挑战,未来的研究需要聚焦在多个方向。首先,开发能够特异性靶向 CXCL2 的选择性抑制剂是关键,这样可以减少对其他趋化因子的影响,提高治疗效果。其次,联合治疗策略,比如将针对 CXCL2/CXCR2 轴的治疗与免疫检查点抑制剂、抗血管生成药物等其他治疗方法相结合,可能会产生协同效应,为患者带来更好的治疗效果。再者,寻找能够预测患者对 CXCL2 靶向治疗反应的生物标志物也十分重要,这可以帮助我们实现个性化治疗,提高临床治疗的成功率。

此外,深入研究 CXCL2 在免疫调节中的作用,探索其在不同肿瘤和炎症环境中的具体机制,以及挖掘其潜在的肿瘤抑制功能,都将为开发新型治疗策略提供理论依据。相信随着研究的不断深入,我们对 CXCL2 的认识会越来越全面,针对肿瘤和炎症性疾病的治疗也会取得更大的突破,为患者带来更多的希望。
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