王開南　李　芳

(大連醫(yī)科大學基礎醫(yī)學院免疫教研室，大連116044)

IL-8-CXCR1/2信號通路與卵巢上皮癌關系的研究進展①

王開南李芳

(大連醫(yī)科大學基礎醫(yī)學院免疫教研室，大連116044)

CXCR1/2是一類G蛋白偶聯(lián)受體，CXCR1主要與IL-8結合，而CXCR2可以與多種配體(IL-1～3,Gro-α，β，γ，IL-8)結合,在機體內(nèi)CXCR1與CXCR2具有協(xié)同的作用[1]。CXCR1/2在正常機體內(nèi)主要表達于中性粒細胞表面，當有外來病原體入侵，在組織局部引起炎癥反應，炎癥組織釋放IL-8等趨化因子，經(jīng)血液循環(huán)與中性粒細胞表面的CXCR1/2結合，從而趨化中性粒細胞遷移至炎癥發(fā)生部位吞噬和殺滅病原體[2]。此外，IL-8-CXCR1/2信號通路具有顯著的促血管生成作用，參與機體內(nèi)創(chuàng)傷愈合過程[3]。

卵巢上皮癌(Epithelial ovarian cancer,EOC)是起源于卵巢上皮細胞的高度惡性腫瘤，位居全球女性死亡原因第五位[4]，在我國EOC的發(fā)病率和死亡率也在逐年上升，在各種婦科惡性腫瘤中其發(fā)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，早期通常無癥狀，不易察覺，目前缺乏對EOC的早期診斷手段，當患者出現(xiàn)臨床癥狀就診時大多已至晚期，癌細胞大量轉移，使得臨床發(fā)現(xiàn)的卵巢上皮癌患者多已錯過手術根治的最佳時機[5,6]。化療作為卵巢上皮癌術后和無法手術患者的重要治療手段，一直是EOC治療的研究熱點。目前常用于EOC治療的化療藥物如順鉑、環(huán)磷酰胺等，具有細胞毒性，在殺死腫瘤細胞的同時也破壞了正常細胞，引發(fā)細胞免疫反應，從而產(chǎn)生嚴重的免疫炎性損傷，這種副作用往往是劑量相關性的，因此極大地制約了化療藥物的抗癌效果，EOC是化療敏感的腫瘤，如果可以緩解化療藥物的副作用，增強EOC患者對藥物的耐受能力，將會大大提高化療效果。在EOC患者體內(nèi)，IL-8-CXCR1/2信號通路過度激活，其拮抗劑可以拮抗體內(nèi)的免疫炎性反應，從而緩解抗腫瘤藥物的副作用。有研究表明CXCR2受體在環(huán)磷酰胺所致出血性膀胱炎機制中有重要作用，提示抑制CXCR2受體可以緩解環(huán)磷酰胺的副作用[7]。此外，CXCR1/2受體抑制劑G31P能夠明顯緩解順鉑所致的腎毒性[8]。本文著眼于IL-8-CXCR1/2信號通路與卵巢上皮癌之間的相互作用，期待找到更加有效的卵巢上皮癌治療的新靶點。

1IL-8、CXCR1/2在卵巢上皮癌患者體內(nèi)高表達

腫瘤在機體中能否生長、甚至轉移，關鍵在于腫瘤細胞的增殖、黏附、遷移、血管生成和免疫逃避的能力[5]。有研究顯示，腫瘤細胞可合成并分泌大量IL-8，與自身或其他腫瘤細胞表面的CXCR1/2受體結合，從而促進腫瘤組織血管生成、腫瘤細胞增殖和轉移。CXCR1/2受體在卵巢癌、前列腺癌、肝細胞癌、鼻咽癌、腎細胞癌等惡性腫瘤中均高表達，且與腫瘤的增殖、轉移和血管生成有關[9-11]。最早在2000年，Karin等[12]檢測了26例卵巢組織(其中4例正常卵巢組織；22例卵巢癌樣本)中IL-8及其受體CXCR1/2的表達情況，結果顯示IL-8、CXCR1/2在EOC的上皮細胞和基質(zhì)中都呈高表達，并且在良性、交界性、惡性卵巢腫瘤中表達水平都有不同程度的增高[12]。此后，又陸續(xù)有實驗研究表明在EOC組織、EOC腹腔轉移產(chǎn)生的腹水、患者血漿中IL-8水平均升高[13,14]。

2IL-8-CXCR1/2信號通路與卵巢上皮癌細胞的增殖

CXCR1/2位于細胞表面，患者體內(nèi)的IL-8與細胞上的CXCR1/2結合后，激活第一信使磷脂酰肌醇-3-羥激酶或磷酸酶C、第二信使蘇氨酸激酶(Akt)、蛋白激酶C、 鈣離子或絲裂原蛋白激酶，調(diào)節(jié)細胞周期[13]。在體內(nèi)，CXCL1類細胞因子IL-8、GRO-1和IL-6與EOC細胞表面CXCR2結合，激活蛋白酶C水解表皮生長因子受體(Epidermal growth factor receptor，EGFR)上的肝素結合表皮細胞生長因子(Heparin-binding epidermal growth factor，HB-EGF)，活化EGFR受體，激活MAPK信號通路[15](其中第二信使AKt可激活NF-κB促進癌細胞增殖)，增強癌細胞的遷移和侵襲能力[16]，從而發(fā)揮促進EOC細胞的增殖的作用。當EOC發(fā)生腹腔轉移時，腹膜間皮細胞產(chǎn)生大量的IL-8、GRO-1和IL-6與EOC細胞表面的CXCR1/2結合，促進癌細胞的增殖和轉移，有研究表明這一機制在發(fā)生腹腔轉移的EOC過程中發(fā)揮重要作用[17]。

3IL-8-CXCR1/2信號通路與卵巢上皮癌細胞的轉移

在EOC患者體內(nèi)，IL-8-CXCR1/2信號通路主要通過激活各種炎性趨化因子，建立利于癌細胞增殖轉移的微環(huán)境來發(fā)揮促進EOC細胞轉移的作用。IL-8-CXCR1/2信號通路可促進TNF的合成和分泌，TNF是可調(diào)節(jié)各種炎性趨化因子的重要介導因子，其通過激活核因子(nuclear factor-κB，NF-κB)促進細胞產(chǎn)生大量炎性趨化因子[4]。IL-8-CXCR1/2信號通路增強基質(zhì)金屬蛋白酶-2，9(Matrix metalloprotease-2，MMP-2，9)活性，一方面MMP-2，9可降解基底層細胞主要結構膠原蛋白Ⅳ，有利于腫瘤細胞的擴散，另一方面MMP-2，9可增強血管內(nèi)皮生長因子的活性，促進新生血管形成，為腫瘤細胞的增殖和轉移提供營養(yǎng)條件[13,18]。除此之外，IL-8-CXCR1/2信號通路介導細胞的遷移作用的機制與銜接蛋白-2(Adaptin-2，AP2)有關，AP2與β-抑制蛋白競爭結合細胞內(nèi)的網(wǎng)格蛋白，阻止β-抑制蛋白與CXCR2-LLKIL結合位點上的絲氨酸殘基結合，促進CXCR2的絲氨酸殘基磷酸化，從而發(fā)揮其促癌細胞轉移的作用。細胞多形性也是影響癌細胞轉移能力的重要因素之一，IL-8-CXCR1/2信號通路可激活第一信使磷脂酰肌醇-3-羥激酶(Phosphatidy linesl 3-kinase，PI3K),進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),促進微管蛋白乙?；辜毎子谧冃?，穿過基底層細胞間隙，向其他組織器官轉移[3]。

4IL-8-CXCR1/2信號通路與卵巢上皮癌組織的血管生成

2000年Salcedo等[19]研究表明內(nèi)皮細胞上表達的CXCR1/2受體是介導血管生成的主要因素。Krzysztof等[20]將35名EOC腹腔轉移患者的腹水進行離心，分別檢測上清液和細胞沉淀物中IL-8的含量，并評價每個樣本中腫瘤細胞的促血管生成能力：將分離所得的EOC細胞注射如小鼠體內(nèi)，建立小鼠皮膚血管生成實驗模型，結果表明IL-8在上清液中含量高，其濃度與腫瘤細胞促血管生成能力相關?；|(zhì)金屬蛋白酶-1(Matrix metalloprotease-1，MMP-1)是介導癌細胞轉移的重要因子，研究表明IL-8-CXCR1/2信號通路的活化可促進MMP的合成與分泌，同時MMP通過激活蛋白酶激活受體-1(Protease activated receptor-1，PAR-1)又反向促進IL-8、GR0-α的分泌，最終可使新生血管及新生血管分支增加四倍，而外源性給予IL-8、GRO-α可促進生成新生血管23倍，血管增長13倍，如應用CXCR1/2受體阻滯劑X1/2pal-i3，可使新生血管生成減少68%，血管長度伸長減少58%[21]。目前表皮生長因子抑制劑(吉非替尼)已經(jīng)在臨床中用于非小細胞肺癌的治療，并取得了顯著療效，故同樣具有促血管生成作用的IL-8-CXCR1/2信號通路可能成為未來EOC治療的新靶點。

5IL-8-CXCR1/2信號通路與卵巢上皮癌分型、分期的關系

IL-8-CXCR1/2信號通路對不同臨床分期及不同病理類型EOC的影響并不相同。Browne等[21]分別對良性、交界性、惡性卵巢上皮性腫瘤組織中CXCR2的表達進行了研究，檢測了115例卵巢上皮性腫瘤組織(其中良性21例；交界性25例；惡性69例：包括漿液性囊腺癌、透明細胞囊腺癌、子宮內(nèi)膜樣腺癌、黏液性囊腺癌四種亞型)，分析CXCR2受體表達程度與EOC的病理分型、臨床分期以及無進展生存年和總生存年的關系：CXCR2在腫瘤組織中的表達水平與惡性EOC的臨床分期無明顯關系，但在不同病理類型的惡性EOC中表達水平不同，主要在子宮內(nèi)膜樣腺癌(30%的病例中高表達)和漿液性囊腺癌(13.5%的病例中高表達)中高表達。有研究指出，血漿IL-8高水平提示進展期EOC，通過檢測患者血漿中IL-8的表達水平可以預測進展期卵巢癌患者生存時間[23,24]。IL-8-CXCR1/2信號通路在EOC組織中的高表達常常和預后差[25]、化療藥物敏感性低相關，IL-8與EOC細胞上的受體CXCR1/2結合后，可以降低順鉑和紫杉醇抑腫瘤機制中半胱天冬蛋白-3(caspase-3)的活性，從而使EOC細胞產(chǎn)生耐藥性。CXCR1/2的這種促耐藥作用與多重耐藥基因(MDR1)、凋亡抑制因子(Bcl-2、Bcl-xL、 XIAP)及PI3 K/Akt 、 Ras/MEK/ERK信號通路有關[14]。Meirong等[26]的研究表明CXCR1/2受體拮抗劑SB22500可以促進CDDP(順氯氨鉑)-耐藥的EOC細胞株調(diào)亡，且誘導凋亡的程度與SB225002的濃度有關。

6小結及展望

IL-8-CXCR1/2信號通路是人體內(nèi)重要的炎癥反應信號通路，EOC組織作為患者體內(nèi)異常組織，其與IL-8-CXCR1/2信號通路這一免疫炎癥反應通路的相互作用值得探討。已有大量實驗研究表明在EOC患者的血漿中IL-8(以及其他CXCL1類與CXCR1/2結合的細胞因子)水平異常增高，且患者血漿中IL-8水平與EOC的臨床分期及病理分型相關。IL-8-CXCR1/2信號通路可活化EGFR受體，進而激活APK信號通路促進EOC細胞增殖；通過調(diào)節(jié)TNF等炎性細胞因子的合成與分泌，建立腫瘤微環(huán)境，增強MMP活性，促進EOC細胞轉移；同時增強EGF和MMP的活性都有利于腫瘤新生血管的生成。IL-8-CXCR1/2信號通路主要通過以上三種機制對EOC產(chǎn)生重要的影響。目前具有拮抗CXCR1/2受體作用的物質(zhì)有X1/2pal-i3、CX43 38、SB225002、G31P，很多研究者已將CXCR2受體的拮抗劑應用于腫瘤治療的研究中，如卵巢癌、橫紋肌肉瘤[21，26-28]。此外IL-8-CXCR1/2信號通路作為一種炎癥反應通路，其拮抗劑也可緩解其他抗癌藥物的副作用，將有效的化療藥物與IL-8-CXCR1/2信號通路拮抗劑聯(lián)合應用，可增強抑癌效果，同時減輕藥物副作用，是近期卵巢癌治療的新方向。在不同組織類型的EOC中，IL-8-CXCR1/2信號通路對腫瘤的影響不同，子宮內(nèi)膜樣腺癌中IL-8-CXCR1/2信號通路的活性最高，提示應針對病人的臨床類型及分期進行個體化治療，對于子宮內(nèi)膜樣腺癌EOC患者采取IL-8-CXCR1/2信號通路拮抗劑與其他敏感化療藥物聯(lián)合應用的治療方案。綜上所述，IL-8-CXCR1/2信號通路不僅在EOC患者體內(nèi)高表達，具有促進EOC細胞增殖、轉移、促進EOC組織及其周圍血管生成的作用，并且與其他化療藥物合用，可以減輕藥物的副作用，因此，IL-8-CXCR1/2信號通路將成為未來卵巢癌治療有效的新靶點。

參考文獻：

[1]Wei J,Peng J,Wang B,etal.CXCR1/CXCR2 antagonism is effective in pulmonary defense against klebsiella pneumoniae infection[J].Bio Med Res Int,2013(2013):720975.

[2]Veenstra M,Ransohoff RM.Chemokine receptor cxcr2:Physiology regulator and neuroinflammation controller?[J].J Neuroimmunol,2012,246(1-2):1-9.

[3]Raman D,Sai J,Hawkins O,etal.Adaptor protein2 (ap2) orchestrates cxcr2-mediated cell migration[J].Traffic (Copenhagen,Denmark),2014,15(4):451-469.

[4]Dong YL,Kabir SM,Lee ES,etal.Cxcr2-driven ovarian cancer progression involves upregulation of proinflammatory chemokines by potentiating nf-kappab activation via egfr-transactivated akt signaling[J].PLoS one,2013,8(12):e83789.

[5]Muralidhar GG,Barbolina MV.Chemokine receptors in epithelial ovarian cancer[J].Int J Mole Sci,2014,15(1):361-376.

[6]Zhang H,Neuhofer P,Song L,etal.Il-6 trans-signaling promotes pancreatitis-associated lung injury and lethality[J]. J Clin Invest,2013,123(3):1019-1031.

[7]Dornelles FN,Andrade EL,Campos MM,etal.Role of cxcr2 and trpv1 in functional,inflammatory and behavioural changes in the rat model of cyclophosphamide-induced haemorrhagic cystitis[J].Bri J Pharmacol,2014,171(2):452-467.

[8]Li L,Khan MN,Li Q,etal.G31p,cxcr1/2 inhibitor,with cisplatin inhibits the growth of mice hepatocellular carcinoma and mitigates highdose cisplatin-induced nephrotoxicity[J].Oncol reports,2015,33(2):751-757.

[9]Yu J,Ren X,Chen Y,etal.Dysfunctional activation of neurotensin/il-8 pathway in hepatocellular carcinoma is associated with increased inflammatory response in microenvironment,more epithelial mesenchymal transition in cancer and worse prognosis in patients[J].PLoS One,2013,8(2):e56069.

[10]Cheng D,Kong H,Li Y.Prognostic value of interleukin-8 and mmp-9 in nasopharyngeal carcinoma[J].Eur Archives Otorhinolaryngol,2014,271(3):503-509.

[11]Grepin R,Guyot M,Giuliano S,etal.The cxcl7/cxcr1/2 axis is a key driver in the growth of clear cell renal cell carcinoma[J].Cancer Res,2014,74(3):873-883.

[12]Ivarsson K,Ekerydh A,Fyhr IM,etal.Upregulation of interleukin-8 and polarized epithelial expression of interleukin-8 receptor a in ovarian carcinomas[J].Acta obstetricia et gynecologica Scandinavica,2000,79(9):777-784.

[13]Wang Y,Xu RC,Zhang XL,etal.Interleukin-8 secretion by ovarian cancer cells increases anchorage-independent growth,proliferation,angiogenic potential,adhesion and invasion[J].Cytokine,2012,59(1):145-155.

[14]Wang Y,Qu Y,Niu XL,etal.Autocrine production of interleukin-8 confers cisplatin and paclitaxel resistance in ovarian cancer cells[J].Cytokine,2011,56(2):365-375.

[15]Bolitho C,Hahn MA,Baxter RC,etal.The chemokine cxcl1 induces proliferation in epithelial ovarian cancer cells by transactivation of the epidermal growth factor receptor[J].Endocrine-related cancer,2010,17(4):929-940.

[16]Dong YL,Kabir SM,Lee ES,etal.Cxcr2-driven ovarian cancer progression involves up-regulation of pro-inflammatory chemokines by potentiating NK-κB activation via EGFR-transactivated akt signaling[J].Bio Med Res Int，2013，2013：720975.

[17]Mikula-Pietrasik J,Sosinska P,Kucinska M,etal.Peritoneal mesothelium promotes the progression of ovarian cancer cells in vitro and in a mice xenograft model in vivo[J].Cancer Letters,2014,355(2):310-315.

[18]Zarogoulidis P,Katsikogianni F,Tsiouda T,etal.Interleukin-8 and interleukin-17 for cancer[J].Cancer Investigation,2014,32(5):197-205.

[19]Salcedo R,Resau JH,Halverson D,etal.Differential expression and responsiveness of chemokine receptors (cxcr1-3) by human microvascular endothelial cells and umbilical vein endothelial cells[J].FASEB,2000,14(13):2055-2064.

[20]Gawrychowski K,Szewczyk G.The angiogenic activity of ascites in the course of ovarian cancer as a marker of disease progression[J]. Disease Markers，2014,Doi：10.1155/2014/683757.

[21]Agarwal A,Tressel SL,Kaimal R,etal.Identification of a metalloprotease-chemokine signaling system in the ovarian cancer microenvironment:Implications for antiangiogenic therapy[J].Cancer Res，2010，10(14)：5880-5890.

[21]Browne A,Sriraksa R,Guney T,etal.Differential expression of il-8 and il-8 receptors in benign,borderline and malignant ovarian epithelial tumours[J].Cytokine,2013,64(1):413-421.

[23]Bonneau C,Rouzier R,Geyl C,etal.Predictive markers of chemoresistance in advanced stages epithelial ovarian carcinoma[J].Gynecologic oncol,2015,136(1):112-120.

[24]Trabert B,Pinto L,Hartge P,etal.Pre-diagnostic serum levels of inflammation markers and risk of ovarian cancer in the prostate,lung,colorectal and ovarian cancer (plco) screening trial[J].Gynecologic oncol,2014,135(2):297-304.

[25]Yang G,Rosen DG,Liu G,etal.Cxcr2 promotes ovarian cancer growth through dysregulated cell cycle,diminished apoptosis,and enhanced angiogenesis[J].Clin Cancer Res,2010,16(15):3875-3886.

[26]Du M,Qiu Q,Gruslin A,etal.Sb225002 promotes mitotic catastrophe in chemo-sensitive and -resistant ovarian cancer cells independent of p53 status in vitro[J].PLoS One，2013,8(1):e54572.

[27]Ha H,Bensman T,Ho H,etal.A novel phenylcyclohex-1-enecarbothioamide derivative inhibits cxcl8-mediated chemotaxis through selective regulation of cxcr2-mediated signalling[J].Bri J Pharmacoly,2014,171(6):1551-1565.

[28]Liu X,Peng J,Sun W,etal.G31p,an antagonist against cxc chemokine receptors 1 and 2,inhibits growth of human prostate cancer cells in nude mice[J].Tohoku J Exp Med,2012,228(2):147-156.

[收稿2015-06-21修回2015-08-11]

(編輯許四平)

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

作者簡介：王開南(1994年-)，女，在讀碩士，主要從事細胞因子與腫瘤研究，E-mail:854624115@qq.com。

通訊作者及指導教師：李芳(1958年-)，女，博士，教研室主任，教授，博士生導師，遼寧省免疫學會常務理事，博士，主要從事細胞因子在疾病中的作用研究。

中圖分類號R392.3

文獻標志碼A

文章編號1000-484X(2016)06-0904-04

①本文為國家自然科學基金(30772023)資助項目。