姜懿納，陳乃宏

(1. 湖南中醫(yī)藥大學(xué)藥學(xué)院，湖南 長(zhǎng)沙 410208; 2.中國(guó)醫(yī)學(xué)科學(xué)院北京協(xié)和醫(yī)學(xué)院藥物研究所，北京 100050)

CCL2/MCP-1在其相關(guān)疾病的機(jī)制研究

姜懿納1,2，陳乃宏1,2

(1. 湖南中醫(yī)藥大學(xué)藥學(xué)院，湖南 長(zhǎng)沙 410208; 2.中國(guó)醫(yī)學(xué)科學(xué)院北京協(xié)和醫(yī)學(xué)院藥物研究所，北京 100050)

趨化因子(chemokine)是一類在人體的生理機(jī)能中發(fā)揮著重要作用的小分子蛋白，多由免疫細(xì)胞和神經(jīng)膠質(zhì)細(xì)胞等分泌，具有化學(xué)趨化活性。CCL2是趨化因子CC亞家族(又稱β亞家族)成員之一，即單核細(xì)胞趨化蛋白-1(monocyte chemotactic protein-1，MCP-1)，可以趨化單核細(xì)胞、巨噬細(xì)胞和T淋巴細(xì)胞，影響其吞噬作用以及產(chǎn)生抗體，從而對(duì)抗外來(lái)入侵微生物的生理功能。由于CCL2作用廣泛，在體內(nèi)各個(gè)部位均有一定表達(dá)，因此在近年來(lái)的研究中發(fā)現(xiàn)CCL2在腫瘤、中樞神經(jīng)系統(tǒng)疾病、免疫系統(tǒng)疾病、艾滋病、白血病、糖尿病等諸多疾病的發(fā)生發(fā)展中起到了關(guān)鍵性的作用，該文就CCL2及其相關(guān)疾病的最新研究展開綜述。

趨化因子；CCL2；受體；單核細(xì)胞；免疫系統(tǒng)；腫瘤；神經(jīng)疾病

的4個(gè)亞族，并通過(guò)G蛋白偶聯(lián)跨膜有選擇性地作用在靶細(xì)胞上的XCR、CCR、CXCR、CX3CR相應(yīng)受體上。趨化因子及其受體之間存在冗余結(jié)合現(xiàn)象，除個(gè)別趨化因子和受體外，大多趨化因子和受體均可以與多個(gè)對(duì)應(yīng)物相結(jié)合并產(chǎn)生趨化作用，這個(gè)冗余的調(diào)控可以促使趨化因子在細(xì)胞和組織內(nèi)，根據(jù)時(shí)相不同以及分布差異而對(duì)免疫細(xì)胞進(jìn)行精細(xì)調(diào)控。趨化因子誘導(dǎo)趨化其相應(yīng)細(xì)胞，通過(guò)促炎反應(yīng)和免疫應(yīng)答等反應(yīng)以促使免疫細(xì)胞到達(dá)感染部位，也可以通過(guò)參與維持體內(nèi)平衡和器官組織的正常生理過(guò)程以控制細(xì)胞遷移[1]。

趨化因子的受體多由350個(gè)氨基酸組成，并與G蛋白偶聯(lián)，受體結(jié)構(gòu)中具有的7個(gè)螺旋跨膜結(jié)構(gòu)，將整個(gè)氨基酸片段分為1個(gè)短酸性的胞外N端、3個(gè)胞內(nèi)和3個(gè)胞外的親水性環(huán)路、1個(gè)胞內(nèi)含有絲氨酸和蘇氨酸殘基的C端，G蛋白在第2環(huán)處特征區(qū)的天門冬氨酸-精氨酸-絡(luò)氨酸盒(DRY box)處與氨基酸偶聯(lián)。CC亞族趨化因子又稱β亞家族，因其跨越細(xì)胞膜7次也稱為7-TM蛋白，研究發(fā)現(xiàn)在哺乳動(dòng)物體內(nèi)存在著至少27個(gè)不同成員，分別命名為CCL-1至-28(CCL-9和-10相同)。CC亞族大多含有4個(gè)半胱氨酸，也存在部分含有6個(gè)半胱氨酸，常誘導(dǎo)單核細(xì)胞、NK細(xì)胞和樹突狀細(xì)胞的遷移。

CCL2作為趨化因子中CC亞族中重要的一員，也稱為單核細(xì)胞趨化蛋白-1(monocyte chemotactic protein-1，MCP-1)，或小誘導(dǎo)細(xì)胞A2(small inducible cytokine A2)，在人體內(nèi)位于17號(hào)染色體q11.2-q21上，成熟的CCL2蛋白有76個(gè)氨基酸，其中包含了3個(gè)外顯子和2個(gè)內(nèi)含子，能夠趨化單核細(xì)胞、記憶T細(xì)胞、樹突狀細(xì)胞到達(dá)組織損傷或感染的部位。CCL2在促炎性刺激(如IL-8、TNF-α、LPS)或病毒等病理性條件下形成，主要由單核細(xì)胞、巨噬細(xì)胞和樹突細(xì)胞分泌，在人體諸多部位均有表達(dá)，如上皮細(xì)胞、成骨細(xì)胞和破骨細(xì)胞、平滑肌細(xì)胞、神經(jīng)元、星形膠質(zhì)細(xì)胞、小膠質(zhì)細(xì)胞等，并積極誘導(dǎo)免疫細(xì)胞參與炎癥反應(yīng)[2]。

1.2 CCL2受體 CCR2對(duì)CCL2的高親和性使其與之優(yōu)先結(jié)合，并在心、肝、腎、肺、腦、血液等地方均有表達(dá)，由于存在可變剪接，因此CCR2的C端存在些許差異，表達(dá)出CCR2A和CCR2B兩種形式，CCR2B占所有CCR2表達(dá)的90%，在單核細(xì)胞和NK細(xì)胞中均有較高表達(dá)；CCR2A則主要在部分單核細(xì)胞和平滑肌細(xì)胞中存在。研究表明CCR2A和CCR2B兩者在CCL2的趨化作用下Jurkat T細(xì)胞反應(yīng)不同，表明兩者在功能上也存在一定差異[3]。CCR2除與CCL2結(jié)合之外，還能和其他的趨化因子結(jié)合，如CCL7、CCL8、CCL13等，這些因子在結(jié)構(gòu)上和CCL2類似，與特定組織處和CCR2結(jié)合時(shí)引發(fā)的作用與CCL2相似。由于CCL2和CCR2的結(jié)合之間不具有專一性，因此CCL2-CCR2的作用機(jī)制和生理效應(yīng)很難準(zhǔn)確了解。CCL2還可以和細(xì)胞毒性T細(xì)胞上的CCR4受體結(jié)合，以趨化聚集黑素瘤細(xì)胞。

此外，由于非典型性趨化因子受體(atypical chemokine receptors，ACKRs)家族中的ACKR1和ACKR2和CCL2連接方式不是以G-蛋白偶聯(lián)結(jié)合，沒(méi)有趨化活性，因此視為非典型的結(jié)合受體，與G-蛋白偶聯(lián)受體競(jìng)爭(zhēng)結(jié)合CCL2，以調(diào)控體內(nèi)CCL2水平[3]。

2 CCL2與腫瘤

目前常認(rèn)為腫瘤的發(fā)生及發(fā)展需要通過(guò)自分泌生長(zhǎng)、無(wú)限繁殖能力、保持活化、避免凋亡、血管新生、獲得侵襲力和對(duì)負(fù)性生長(zhǎng)信號(hào)調(diào)節(jié)失靈等過(guò)程。在腫瘤微環(huán)境中，趨化因子等多種細(xì)胞因子可以使腫瘤獲得這樣的條件，從而導(dǎo)致疾病的惡化[4]。腫瘤細(xì)胞容易侵入周圍的組織，也可以通過(guò)血管和淋巴管轉(zhuǎn)移至其他組織器官，趨化因子及其受體可以加強(qiáng)腫瘤細(xì)胞的增殖和侵襲能力，促進(jìn)血管生成和聚集免疫細(xì)胞等機(jī)制以促進(jìn)腫瘤的發(fā)生發(fā)展，CCL2-CCR2信號(hào)通道在腫瘤細(xì)胞的轉(zhuǎn)移及之后的增殖過(guò)程中發(fā)揮著重要的作用，尤其是在腫瘤細(xì)胞轉(zhuǎn)移的早期和晚期[5]。

在腫瘤轉(zhuǎn)移早期，腫瘤細(xì)胞的細(xì)胞表型改變致使細(xì)胞外基質(zhì)分解，從而侵入周圍組織并沿著血管和淋巴管向外擴(kuò)散，CCL2通過(guò)與腫瘤細(xì)胞上的CCR2結(jié)合介導(dǎo)腫瘤細(xì)胞轉(zhuǎn)移，誘導(dǎo)基質(zhì)金屬蛋白酶(matrix metallo proteinase，MMP)2和9在腫瘤細(xì)胞中的表達(dá)以增加腫瘤細(xì)胞侵襲能力[6-7]。CCL2作為腫瘤相關(guān)巨噬細(xì)胞(tumor-associated macrophage，TAM)的強(qiáng)效趨化因子，可以通對(duì)TAM的趨化作用以間接促進(jìn)腫瘤細(xì)胞的侵襲和轉(zhuǎn)移，在乳腺癌和前列腺癌等癌癥患者中篩查發(fā)現(xiàn)兩者均呈現(xiàn)正相關(guān)關(guān)系。

在腫瘤細(xì)胞轉(zhuǎn)移到第2位點(diǎn)之后，微環(huán)境下的大多數(shù)細(xì)胞凋亡，少數(shù)細(xì)胞存在一段適應(yīng)時(shí)間，在這段時(shí)間內(nèi)，腫瘤細(xì)胞的增殖和凋亡速度保持一致，以防止進(jìn)一步被清除，并可以積累和儲(chǔ)備足夠的物質(zhì)以便成功增殖和侵占。根據(jù)CCL2-CCR2信號(hào)通道聚集骨髓TAM細(xì)胞和肌源性干細(xì)胞(myeloid-derived suppressor cells，MDSCs) 的作用，有學(xué)者提出CCL2和CCR2可以阻滯細(xì)胞周期，以刺激血管生成和避免癌細(xì)胞被免疫系統(tǒng)清除，CCL2也可以與其他的造血細(xì)胞相配合以趨化腫瘤細(xì)胞到達(dá)第2位點(diǎn)[8]。

當(dāng)腫瘤細(xì)胞聚集到第2位點(diǎn)，CCL2通過(guò)和CXC亞族的趨化因子，如CXCL1、CXCL2、CXCL3、CXCL5、CXCL6、CXCL7和CXCL8等，共同作用促進(jìn)細(xì)胞聚集和遷移以及血管內(nèi)皮細(xì)胞的增殖，進(jìn)一步刺激腫瘤細(xì)胞增生。除了直接影響腫瘤細(xì)胞，CCL2還趨化單核細(xì)胞、巨噬細(xì)胞等免疫細(xì)胞，并介導(dǎo)其分化和極化過(guò)程。CCL2在巨噬細(xì)胞作用下誘導(dǎo)TAM分化為M2表型，M2表型具有的免疫抑制作用對(duì)腫瘤細(xì)胞存活有正向影響[9]。CCL2還通過(guò)參與T淋巴細(xì)胞的分化極化，誘導(dǎo)Th2細(xì)胞更多向免疫抑制的方向調(diào)節(jié)。

目前研究發(fā)現(xiàn)CCL2-CCR2信號(hào)通道在乳腺癌、前列腺癌、大腸癌、胰腺癌、膀胱癌、食道癌中均有涉及，其具體的作用機(jī)制在各個(gè)腫瘤的發(fā)生發(fā)展中有所差異。CCL2在腫瘤患者體內(nèi)中均呈現(xiàn)高表達(dá)，在血清中CCL2水平和腫瘤細(xì)胞浸潤(rùn)程度呈正相關(guān)[10]，在乳腺癌中促進(jìn)乳腺癌細(xì)胞株 MCF-7、T47D和ZR-75-1的轉(zhuǎn)移，并通過(guò)活化Smad3和p42/44 MAPK信號(hào)通道促進(jìn) 4T1、PyVmT和MDA-MD-231等細(xì)胞的遷移和存活[11]；CCL2通過(guò)介導(dǎo)mTORC1活化從而激活PI3K/ Akt信號(hào)通道，以刺激PC3和VCaP等前列腺細(xì)胞株的增殖和轉(zhuǎn)移，并能抑制前列腺癌細(xì)胞自噬死亡[12]，還能通過(guò)磷酸化p70-S6酶誘導(dǎo)Actin重排和介導(dǎo)Actin相關(guān)蛋白PCNT1活化小分子 GTPaes Rac以調(diào)控癌細(xì)胞的轉(zhuǎn)移過(guò)程；在結(jié)腸癌晚期，CCL2促進(jìn)MDSCs在結(jié)腸中聚集，并增強(qiáng)MDSCs介導(dǎo)的T細(xì)胞STAT3信號(hào)通路抑制；胰腺癌臨床研究表明患者體內(nèi)CCL2、TNF-α、IL-1β等的表達(dá)上調(diào)，并且顯示CCL2高表達(dá)患者生存率明顯高于低表達(dá)患者[13]。

3 CCL2與神經(jīng)炎癥

3.1 神經(jīng)炎癥 神經(jīng)炎癥反應(yīng)中膠質(zhì)細(xì)胞的激活以及腦外周淋巴細(xì)胞釋放的神經(jīng)毒性因子破壞了神經(jīng)系統(tǒng)的生理平衡，從而引起多種神經(jīng)退行性疾病的發(fā)生發(fā)展，如阿爾茨海默癥(Alzheimer’s disease，AD)、帕金森病(Parkinson’s disease， PD)、多發(fā)性硬化癥(multiple sclerosis，MS)等。此外，在白血病(leukemia)、獲得性免疫缺陷綜合征(acquired immunodeficiency syndrome，AIDS)中也發(fā)現(xiàn)了存在腦部炎癥。腦部區(qū)域的膠質(zhì)細(xì)胞，包括小膠質(zhì)細(xì)胞和星形膠質(zhì)細(xì)胞，在組織感染損傷時(shí)能發(fā)揮其免疫作用，作為免疫細(xì)胞參與腦內(nèi)病原的清除和組織的修復(fù)。但由于腦部血腦屏障(blood brain barrier，BBB)的存在，使外來(lái)淋巴細(xì)胞難以進(jìn)入腦部組織發(fā)揮免疫作用，因此當(dāng)BBB被破壞時(shí)腦外周的淋巴細(xì)胞可以進(jìn)入腦組織，除膠質(zhì)細(xì)胞被激活之外，這也同樣被認(rèn)為是神經(jīng)炎癥的特征之一。

神經(jīng)炎癥一方面能誘發(fā)和加重神經(jīng)退行性疾病，另一方面在特定條件下通過(guò)促進(jìn)膠質(zhì)細(xì)胞的多種細(xì)胞因子的釋放，能夠促進(jìn)神經(jīng)系統(tǒng)損傷修復(fù)，但當(dāng)細(xì)胞因子的相互調(diào)節(jié)制約失衡時(shí)，又將進(jìn)一步引發(fā)毒性作用，致使神經(jīng)元變性缺失甚至凋亡[14]。

3.2 趨化因子在神經(jīng)炎癥中的作用 趨化因子通過(guò)趨化白細(xì)胞，在炎癥反應(yīng)中發(fā)揮重要的作用，其受體在炎癥和免疫應(yīng)答的反應(yīng)調(diào)控上的作用已成為多種藥物開發(fā)的靶向機(jī)制。近年來(lái)的研究在探討趨化因子及其受體參與的神經(jīng)系統(tǒng)炎癥反應(yīng)，如MS、AD、PD、Leukemia以及由人類免疫缺陷病毒(human immunoddficiency virus，HIV)引起的癡呆等。此外，還發(fā)現(xiàn)趨化因子在神經(jīng)系統(tǒng)中的其他重要作用，如促進(jìn)神經(jīng)細(xì)胞生長(zhǎng)和成熟、調(diào)節(jié)腦組織的正常生理功能和代謝、引起神經(jīng)病理性疼痛等。

CCL2作為單核細(xì)胞趨向蛋白，可以趨化單核細(xì)胞到達(dá)特定組織以清除外來(lái)病原微生物、產(chǎn)生抗體、促進(jìn)機(jī)體組織損傷修復(fù)等，在CCL2和CCR2基因缺失的小鼠體內(nèi)，對(duì)單核細(xì)胞的趨化作用下降導(dǎo)致單核細(xì)胞在炎癥部位聚集減少。又因?yàn)閱魏思?xì)胞能夠聚集嗜酸性粒細(xì)胞(eosinophil)和嗜堿性粒細(xì)胞(basophilic granulocyte)并誘導(dǎo)其細(xì)胞脫顆粒，因此CCL2在一定程度上能間接地影響到機(jī)體的超敏反應(yīng)，在CCL2缺失的小鼠體內(nèi)Th2細(xì)胞因子相關(guān)抗體的形成存在缺陷，并且IFN-γ等細(xì)胞因子在CCR2缺失的炎癥小鼠內(nèi)不表達(dá)[15]。根據(jù)CCL2在體內(nèi)炎癥中的作用，研究發(fā)現(xiàn)神經(jīng)炎癥與CCL2的調(diào)控息息相關(guān)。

3.3 CCL2在神經(jīng)系統(tǒng)疾病中的作用機(jī)制

3.3.1 AD AD是最常見的神經(jīng)退行性疾病，患者的臨床表現(xiàn)為記憶減退、認(rèn)知障礙、行為異常以及認(rèn)知障礙等，其病理特征主要為β淀粉樣蛋白(amyloid β-protein，Aβ)的形成、Tau蛋白聚集成神經(jīng)原纖維纏結(jié)(neurofibrillary tangles，NFT)和神經(jīng)元死亡變性。

諸多研究表明在AD患者腦內(nèi)具有細(xì)胞因子和趨化因子明顯增多、小膠質(zhì)細(xì)胞和星形膠質(zhì)細(xì)胞大量活化等明顯的炎癥特點(diǎn)。細(xì)胞因子和趨化因子可以促使星形膠質(zhì)細(xì)胞和神經(jīng)元形成Aβ，Aβ通過(guò)誘導(dǎo)小膠質(zhì)細(xì)胞核轉(zhuǎn)錄因子(nuclear factor-κB，NF-κB) 和p38 MAPK表達(dá)上調(diào)，從而引起神經(jīng)元的損傷。

在CCL2缺失的小鼠模型中，CCL2-CCR2信號(hào)通道的消失將影響小膠質(zhì)細(xì)胞的趨化性，表明CCL2是小膠質(zhì)細(xì)胞的主要趨化因子之一。CCL2的缺失將導(dǎo)致?lián)p傷的小膠質(zhì)細(xì)胞大量聚集，并且加速AD的病情發(fā)展，在輕度認(rèn)知障礙AD患者的腦脊液和血清中的CCL2水平與神經(jīng)變性存在明顯負(fù)相關(guān)性，因此在AD早期患者診療中可以提高CCL2表達(dá)。CCL2缺失將引起APP/PSI小鼠腦內(nèi)的Aβ聚集物增長(zhǎng)和沉積加快，同時(shí)對(duì)小鼠記憶力有一定影響。此外，在CCL2缺失的小鼠腦部小膠質(zhì)細(xì)胞大量聚集的區(qū)域存在著TS+Aβ，可以引起包括CCL7在內(nèi)的其他可以影響神經(jīng)系統(tǒng)的趨化因子配體在腦部發(fā)揮作用[16]。與此相反，也有研究[17]表示AD小鼠腦內(nèi)CCL2表達(dá)上調(diào)，并且顯示CCL2的過(guò)表達(dá)將促進(jìn)小膠質(zhì)細(xì)胞活化以釋放Aβ，和加強(qiáng)高載脂蛋白E對(duì)Aβ的修飾，從而誘發(fā)AD的發(fā)病。因此不管CCL2的缺失或者過(guò)表達(dá)，通過(guò)這兩種不同的機(jī)制，AD小鼠都能表現(xiàn)出相似的病理現(xiàn)象。

3.3.2 PD PD作為一種老年多發(fā)的中樞神經(jīng)系統(tǒng)中常見疾病之一，除常見的靜止性震顫、齒輪樣肌強(qiáng)直、運(yùn)動(dòng)遲緩和姿勢(shì)性反射障礙等典型表現(xiàn)外，PD患者也可見便秘、疼痛、抑郁、睡眠障礙等并發(fā)癥狀。PD以黑質(zhì)區(qū)多巴胺能神經(jīng)元變性缺失和路易小體的形成為其主要病理特征，近年來(lái)的研究顯示PD患者炎癥反應(yīng)明顯，炎癥T細(xì)胞亞型活化、炎癥細(xì)胞因子和趨化因子增加，B細(xì)胞抗體分泌活動(dòng)增強(qiáng)。

研究表明在PD患者的腦脊液中CCL2水平明顯升高，并與PD患者的抑郁程度呈正相關(guān)；外周血液的單核細(xì)胞CCL2的表達(dá)也明顯增強(qiáng)，并與患者的UPDRSⅢ評(píng)分和Hoehn-Yahr(H-Y)分級(jí)也呈現(xiàn)正相關(guān)關(guān)系[18]。紋狀體和黑質(zhì)上的星形膠質(zhì)細(xì)胞是CCL2主要產(chǎn)生來(lái)源，黑質(zhì)上的多巴胺能神經(jīng)元也能持續(xù)表達(dá)，在給予鼠PD常用造模藥物，1-甲基-4-苯基-1、2、3、6-四氫吡啶(1-methy1-4-phenvl-1、2、3、6-te trahvdropvridine，MPTP)后將降低存活的多巴胺能神經(jīng)元表達(dá)CCL2，而CCL2和CCR2的缺失不能有效保護(hù)紋狀體多巴胺的變性缺失，并且在MPTP模型鼠中，CCL2在腦部的紋狀體和中腦腹側(cè)表達(dá)上調(diào)。PD患者的腦脊液和血清中的CCL2水平均高于正常水平。

CCL2還能夠誘導(dǎo)小膠質(zhì)細(xì)胞產(chǎn)生腫瘤壞死因子-α(tumor necrosis factor-α，TNF-α)，TNF-α可以促進(jìn)T淋巴細(xì)胞產(chǎn)生炎癥因子，進(jìn)而促進(jìn)炎癥的發(fā)病進(jìn)程，還能通過(guò)誘導(dǎo)NF-κB參與PD的發(fā)生發(fā)展。此外，CCL2還能增加小鼠多巴胺能神經(jīng)元的興奮性，使多巴胺水平增加，小鼠自發(fā)活動(dòng)增加[19]。

3.3.3 MS MS是人類自身免疫性疾病，病變部位在中樞神經(jīng)系統(tǒng)，由于機(jī)體免疫系統(tǒng)失調(diào)而導(dǎo)致神經(jīng)系統(tǒng)的軸突髓鞘蛋白發(fā)生免疫異常反應(yīng)。MS分為復(fù)發(fā)緩解型(relapsingremitting-MS，RR-MS)和原發(fā)進(jìn)展型(primary progressive-MS，PP-MS)，其中RR-MS在后期可以進(jìn)一步發(fā)展成為繼發(fā)進(jìn)展型(primary progressive-MS，PP-MS)。MS早期病理改變?yōu)槊撍枨蕵硬∽兒桶准?xì)胞浸潤(rùn)等，發(fā)展至后期可見軸突髓鞘脫落和軸突變性、神經(jīng)系統(tǒng)信號(hào)傳導(dǎo)阻滯甚至致殘的現(xiàn)象。

在MS患者病灶區(qū)有著大量的炎性趨化因子，如CCL2、CCL8等?？扇苄缘难仔约?xì)胞因子和趨化因子以及谷氨酸等是實(shí)驗(yàn)性自身免疫性腦脊髓炎(experimental autoimmune encephalomyelitis ，EAE)，即MS的實(shí)驗(yàn)動(dòng)物模型疾病發(fā)展的關(guān)鍵因素。CCL2在病灶區(qū)活化的小膠質(zhì)細(xì)胞和星型膠質(zhì)細(xì)胞上均有表達(dá)，CCL2和CCR2可以通過(guò)小膠質(zhì)細(xì)胞的浸潤(rùn)和活化以影響EAE的臨床和組織病理狀況[20]。小膠質(zhì)細(xì)胞釋放的ROS和NO已證實(shí)能明顯促進(jìn)MS的病情發(fā)展。盡管CCR2在灰質(zhì)和白質(zhì)區(qū)表達(dá)均有上調(diào)，但是CCL2的表達(dá)上調(diào)僅限于白質(zhì)區(qū)，并且CCL2和CCR2在早期MS的活性作用并不明顯[21]。

3.4 Leukemia 白血病的典型病理特征為白細(xì)胞自骨髓開始在造血組織中大量異常增殖，同時(shí)影響其他器官組織以及造血功能。臨床常可見出血、倦乏、發(fā)熱、感染以及肝脾、淋巴結(jié)腫大和骨骼疼痛等。白血病可分為急性淋巴細(xì)胞白血病(acute lymphoblastic leukemia，ALL)、急性骨髓性白血病(acute myeloid leukemia，AML)、慢性淋巴細(xì)胞白血病(chronic lymphocytic leukemia，CLL)和慢性骨髓性白血病(chronic myeloid leukemia，CML)等。不同種類的白血病有著不同的疾病引發(fā)因素，包括其內(nèi)在因素和外在因素等。

CCL2很可能參與白血病的骨髓基質(zhì)細(xì)胞(bone marrow mesenchyaml cells，BMMSCs)的調(diào)控和原始細(xì)胞的增殖過(guò)程[22]。而BMMSCs及其分泌的細(xì)胞分子和外基質(zhì)構(gòu)成了機(jī)體造血的微環(huán)境，造血干細(xì)胞和白血病干細(xì)胞均在微環(huán)境中增殖分化、發(fā)育成熟[23]。CCL2可以定向趨化人急性單核白血病細(xì)胞株-1(human acute monocytic leukemia cell line，THP-1)細(xì)胞，高水平的CCL2還能減弱其侵襲力，CCL2表達(dá)沉默的白血病HL-60細(xì)胞株增殖分化能力明顯減慢。而CCL2誘發(fā)白血病的具體作用機(jī)制則有待進(jìn)一步深入研究。

3.5 AIDS AIDS又稱為艾滋病 ，由HIV病毒感染引起。HIV病毒是一種免疫攻擊性病毒，大量破壞T淋巴細(xì)胞，使人體逐漸喪失免疫功能，從而容易感染各種炎癥以及其他疾病導(dǎo)致人體死亡。HIV病毒侵入CNS后，可以引發(fā)HIV相關(guān)的神經(jīng)認(rèn)知紊亂((HIV-1 associated neurocognitive disorders，HAND)等并發(fā)癥，常出現(xiàn)認(rèn)知、行為和運(yùn)動(dòng)等功能失常。病毒感染中，細(xì)胞介導(dǎo)的感染是病毒感染的最有效方式，通過(guò)形成病毒突觸(virological synapse，VS)這種特殊結(jié)構(gòu)可以促進(jìn)HIV病毒的感染。CCL2可以通過(guò)介導(dǎo)CD4+T細(xì)胞，從而影響到VS的形成。

在AIDS中，CCL2作為一種促炎趨化因子，不僅能夠直接幫助HIV-1病毒復(fù)制，還能調(diào)控Th2細(xì)胞在艾滋病中的免疫應(yīng)答，以間接促進(jìn)HIV-1病毒發(fā)展[24]。HIV-1病毒在單核細(xì)胞源性巨噬細(xì)胞(monocyte-derived macrophages, MDM)復(fù)制過(guò)程中，內(nèi)源性的CCL2起到了明顯抑制作用，并且通過(guò)不育α基和組氨酸/天冬氨酸雙聯(lián)體結(jié)構(gòu)域包含蛋白1( sterile alpha motif and histidine/aspartic acid domain-containing protein 1，SAMHD1)影響HIV-1病毒生命周期。艾滋病陽(yáng)性患者通常帶有CCL2-2578G等位基因，這種基因的攜帶者在腦脊液檢驗(yàn)(cerebrospinal fluid examination，CSF)中CCL2水平明顯升高，并且CCL2水平的升高與其他CSF的炎癥標(biāo)記物數(shù)目以及神經(jīng)功能認(rèn)知障礙程度呈現(xiàn)正相關(guān)性，攜帶有CCL2-2578G等位基因合并高病毒載體的患者相較于其他基因/病毒類型的患者，CCL2水平增高，神經(jīng)認(rèn)知功能評(píng)分明顯下降[25]。

4 CCL2與糖尿病

糖尿病(diabetes mellitus，DM)患者的典型病理特征為血糖代謝異常，體內(nèi)血糖濃度過(guò)高，主要由于胰腺細(xì)胞分泌胰島素障礙或生物作用受損等。根據(jù)年齡、發(fā)病機(jī)制等特征，可將DM分為1型糖尿病和2型糖尿病。諸多研究表明DM患者的CCL2的mRNA和蛋白表達(dá)均有上調(diào)。

由于DM患者體內(nèi)高血糖長(zhǎng)期存在，易引起血管、腎臟、神經(jīng)、眼部等組織器官的慢性功能性損傷及障礙，因此DM患者常見上述并發(fā)癥。當(dāng)DM患者的血糖過(guò)高引起血管內(nèi)皮受損時(shí)，CCL2可以與單核細(xì)胞表面CCR2受體結(jié)合黏附血液中的單核細(xì)胞趨化其進(jìn)入血管內(nèi)膜并活化巨噬細(xì)胞，吞噬已進(jìn)入內(nèi)膜并修飾過(guò)的脂質(zhì)轉(zhuǎn)化為單核細(xì)胞源性泡沫細(xì)胞，從而促進(jìn)血管平滑肌細(xì)胞的增生，使DM患者呈現(xiàn)動(dòng)脈粥樣硬化(atherosclerosis，AS)等血管病變，進(jìn)一步則導(dǎo)致冠狀動(dòng)脈粥樣硬化性心臟病(coronary atherosclerotic heart disease，CHD)等的發(fā)生[26]。在CCL2啟動(dòng)子區(qū)域的甲基化CpG位點(diǎn)在高濃度的血糖和甘油三酯條件下，可以使CCL2在血清中的含量增加，從而作為一個(gè)重要因素誘發(fā)2型糖尿病血管并發(fā)癥。CCL2還可以通過(guò)CCR2依賴性的 ERK1/ERK2/JNK-AP1和NF-κB信號(hào)通路誘導(dǎo)胰淀素表達(dá)，使血漿中的胰淀素上調(diào)和肥胖者抗胰島素性增加。

CCL2在糖尿病腎病(diabetic nephropathy，DN)患者的腎小管上皮細(xì)胞胞質(zhì)中高表達(dá)，因此吸引了許多的巨噬細(xì)胞在皮質(zhì)小管外周聚集，以引起腎小管損傷以及肌成纖維細(xì)胞的聚集，從而導(dǎo)致DN患者的腎臟的炎癥及纖維化的出現(xiàn)。在使用STZ誘發(fā)的2型DN模型中，糖尿病腎病大鼠腎組織CCL2的過(guò)度表達(dá)，表明CLL2作為重要因素參與了糖尿病腎病的發(fā)生發(fā)展，而封鎖CCL2/CCR2信號(hào)通道可以有效改善血糖水平，因此在診治DN時(shí)針對(duì)CCL2進(jìn)行治療可以取得更好療效[27]。

5 討論

趨化因子及其受體自發(fā)現(xiàn)并證實(shí)其功效以來(lái)，已經(jīng)作為目前各種疾病的研究熱點(diǎn)，通過(guò)了解趨化因子在各種疾病中的生成途徑以及作用機(jī)制，可以更有效地研究疾病的發(fā)生發(fā)展過(guò)程，對(duì)現(xiàn)行疾病的診斷治療都有著重要的意義。因?yàn)閱魏思?xì)胞、巨噬細(xì)胞等數(shù)目龐大、在體分布廣泛，作用種類豐富，因此能對(duì)多種疾病產(chǎn)生影響。CCL2作為單核細(xì)胞趨化因子，不僅能夠趨化這些細(xì)胞聚集并在體發(fā)生反應(yīng)，而且對(duì)于其趨化因子配體CCR2、CCR4、非典型受體ACKR1和ACKR2以及這些配體能結(jié)合的其他趨化因子均有一定的影響。在近幾年的研究中表明，通過(guò)調(diào)控CCL2水平或拮抗CCL2這些作用途徑及機(jī)制，可以有效地維持正常生理水平，或預(yù)防及治療疾病的發(fā)展惡化，在AD、PD、MS以及DM和其并發(fā)癥中的治療中都取得很好療效，因此對(duì)CCL2等趨化因子進(jìn)行進(jìn)一步研究，了解其更清晰的作用機(jī)制，對(duì)找出更好的診治方法具有重要意義。

[1] Lim S Y, Yuzhalin A E, Gordon-Weeks A N, et al. Targeting the CCL2-CCR2 signaling axis in cancer metastasis[J].Oncotarget, 2016, 7(19):28697-710.

[2] Qian B Z, Li J, Zhang H, et al. CCL2 recruits inflammatory monocytes to facilitate breast-tumour metastasis[J].Nature, 2011, 475(7355):222-5.

[3] Bachelerie F, Graham G J, Locati M, et al. New nomenclature for atypical chemokine receptors[J].NatureImmunol, 2014, 15(3): 207-8.

[4] Zhang J, Patel L, Pienta K J. CC chemokine ligand 2 (CCL2) promotes prostate cancer tumorigenesis and metastasis[J].CytokineGrowthFactorRev, 2010, 21(1):41-8.

[5] Sanders S K, Crean S M, Boxer P A, et al. Functional differences between monocyte chemotactic protein-1 receptor A and monocyte chemotactic protein-1 receptor B expressed in a Jurkat T cell[J].JImmunol, 2000, 165(9): 4877-83.

[6] Tang C H, Tsai C C. CCL2 increases MMP-9 expression and cell motility in human chondrosarcoma cells via the Ras/Raf/MEK/ERK/NF-kappaB signaling pathway[J].BiochemPharmacol, 2012, 83(3): 335-44.

[7] Qian B, Deng Y, Im J H, et al. A distinct macrophage population mediates metastatic breast cancer cell extravasation, establishment and growth[J].PLoSOne, 2009, 4(8): e6562.

[8] Witz I P. Tumor-microenvironment interactions: Dangerous liaisons[J].AdvCancerRes, 2008, 100(100):203-29.

[9] Roblek M, Strutzmann E, Zankl C, et al. Targeting of CCL2-CCR2-glycosaminoglycan axis using a CCL2 decoy protein attenuates metastasis through inhibition of tumor cell seeding[J].Neoplasia, 2016, 18(1):49-59.

[10] Li X, Yao W, Yuan Y, et al. Targeting of tumour-infiltrating macrophages via CCL2/CCR2 signalling as a therapeutic strategy against hepatocellular carcinoma[J].Gut, 2015, Oct 9.

[11] Rego S L, Swamydas M, Kidiyoor A, et al. Soluble tumor necrosis factor receptors shed by breast tumor cells inhibit macrophage chemotaxis[J].JInterferonCytokineRes, 2013, 33(11):672-81.

[12] Lin T H, Liu H H, Tsai T H, et al. CCL2 increases alphavbeta3 integrin expression and subsequently promotes prostate cancer migration[J].BiochimBiophysActa, 2013, 1830(10): 4917-27.

[13] Chun E, Lavoie S, Michaud M, et al. CCL2 promotes colorectal carcinogenesis by enhancing polymorphonuclear myeloid-derived suppressor cell population and function[J].CellRep, 2015, 12(2):244-57.

[14] Charo I F, Ransohoff R M. The many roles of chemokines and chemokine receptors in inflammation[J].NEnglJMed, 2006, 354(6):610-21.

[15] Lazennec G, Richmond A. Chemokines and chemokine receptors: new insights into cancer-related inflammation[J].TrendsMolMed, 2010, 16(3):133-44.

[16] Kiyota T, Gendelman H E, Weir R A, et al. CCL2 affects β-amyloidosis and progressive neurocognitive dysfunction in a mouse model of Alzheimer’s disease[J].NeurobiolAging, 2013, 34(4):1060-8.

[17] Kiyota T, Yamamoto M, Xiong H, et al. CCL2 accelerates microglia-mediated A beta oligomer formation and progression of neurocognitive dysfunction[J].PlosOne, 2009, 4(7): e6197.

[18] Lindqvist D, Hall S, Surova Y, et al. Cerebrospinal fluid inflammatory markers in Parkinson’s disease-associations with depression, fatigue, and cognitive impairment[J].BrainBehavImmun, 2013, 33:183-9.

[19] Guyon A, Skrzydelski D, Giry I D, et al. Long term exposure to the chemokine CCL2 activates the nigrostriatal dopamine system: a novel mechanism for the control of dopamine release[J].Neuroscience, 2009, 162(4):1072-80.

[20] Prins M, Dutta R, Baselmans B, et al. Discrepancy in CCL2 and CCR2 expression in white versus grey matter hippocampal lesions of Multiple Sclerosis patients[J].ActaNeuropatholCommun, 2014, 2(1):1-17.

[21] S?rensen T L, Ransohoff R M, Strieter R M, et al. Chemokine CCL2 and chemokine receptor CCR2 in early active multiple sclerosis[J].EurJNeurol, 2004, 11(7):445-9.

[22] de Vasconcellos J F, Laranjeira A B, Zanchin N I, et al. Increased CCL2 and IL-8 in the bone marrow microenvironment in acute lymphoblastic leukemia[J].PediatrBloodCancer, 2011, 56(4):568-77.

[23] Wang X T, Tang R F, Tang A L, et al. Expression of chemokine receptor 2 mRNA in bone marrow cells of acute lymphocytic leukemia patients[J].ChinJTissueEnginRes, 2012, 16(6):1067-70.

[24] Ansari A W, Heiken H, Meyer-Olson D, et al. CCL2: A potential prognostic marker and target of anti-inflammatory strategy in HIV/AIDS pathogenesis[J].EurJImmunol, 2011, 41(12):3412-8.

[25] Thames A D, Briones M S, Magpantay L I, et al. The role of chemokine C-C motif ligand 2 genotype and cerebrospinal fluid chemokine C-C motif ligand 2 in neurocognition among HIV-infected patients[J].Aids, 2015, 29(12):1483-91.

[26] Espeland M A, Rejeski W J, West D S, et al. Intensive weight loss intervention in older individuals: Results from the action for health in diabetes type 2 diabetes mellitus trial[J].JAmGeriatrSoc, 2013, 61(6):912-22.

[27] Seok S J, Lee E S, Kim G T, et al. Blockade of CCL2/CCR2 signalling ameliorates diabetic nephropathy in db/db mice[J].NephrolDialTransplant, 2013, 28(7):1700-10.

Mechanism of CCL2 / MCP-1 in its relevant diseases

JIANG Yi-na1,2, CHEN Nai-hong1,2

(1.HunanUniversityofChineseMedicine,Changsha410208,China； 2.InstituteofMaterialMedica,ChineseAcademyofMedicalSciences&PekingUnionMedicalCollege,Beijing100050,China)

Chemokine is a small protein which plays an important role in men's physiological function. It has chemotactic activity and is often secreted by immune cells and glial cells like microglia or astrocytes. Through the effect of chemokine receptors on target cells, various immune cells can achieve directional migration and play an important role in the diseases related with immunity and inflammation. CCL2, also known as monocyte chemotactic protein-1(MCP-1), is one member of chemokine CC subfamily (β subfamily). It can chemokine monocytes, macrophages and T lymphocytes to affect their phagocytosis function and produce antibodies to combat invading microorganisms. In recent years, it has been found that CCL2 plays a key role in the occurrence and development of the problems concerning central nervous system and immune system as well as cancer, AIDS, leukemia, diabetes and other diseases. This thesis is to give an elaboration on the latest research on CCL2 and the relevant diseases.

chemokines; CCL2; receptor; monocytes; immunity system；cancer; nerve disease

10.3969/j.issn.1001-1978.2016.12.002

A

1001-1978(2016)12-1634-05

R-05；R392.11；R73；R741；R512.91；R587.1

1 CCL2簡(jiǎn)介

2016-05-17，

2016-09-08

國(guó)家自然科學(xué)基金資助項(xiàng)目(No 81373997)；北京市自然科學(xué)基金資助項(xiàng)目(No 7131013)

姜懿納(1994-)，女，碩士，研究方向：中藥藥理學(xué)，E-mail: 443446890@qq.com； 陳乃宏(1961-)，男，博士，教授，研究方向：神經(jīng)藥理學(xué)，通訊作者， Tel:010-63135182，E-mail: chennh@imm.ac.cn

1.1 CCL2的結(jié)構(gòu)和功能 趨化因子作為一類小分子細(xì)胞因子，是由細(xì)胞分泌的信號(hào)蛋白，能夠直接趨化誘導(dǎo)臨近的受體細(xì)胞，在脊椎動(dòng)物、病毒和細(xì)菌中均有存在。趨化因子蛋白大多只有8～10 ku，20%～50%的趨化因子具有基因同源性，具有4個(gè)保守的半胱氨酸(cysteine，Cys)，使其蛋白呈現(xiàn)三維立體結(jié)構(gòu)。根據(jù)其Cys和氨基酸殘基數(shù)目以及位置的不同，主要分為C(N端僅1個(gè)C)、CC(無(wú)氨基酸殘基)、CXC(內(nèi)含1個(gè)氨基酸殘基)、CX3C(內(nèi)含3個(gè)氨基酸殘基)--------------------