鄭俊濠 王艷華,3

(1.國家中醫(yī)藥管理局中藥藥理(腫瘤)科研三級實驗室，湖北 宜昌 443002；2.腫瘤微環(huán)境與免疫治療湖北省重點實驗室，湖北 宜昌 443002；3.三峽大學 醫(yī)學院 形態(tài)學系，湖北 宜昌 443002)

骨肉瘤一種是較常見的惡性骨腫瘤，其主要發(fā)病人群是兒童與青少年，病灶多發(fā)于肱骨遠端和脛骨近端，少見于中軸骨和盆骨，且易向其他器官彌漫侵襲，具有高度轉(zhuǎn)移性，極易血行轉(zhuǎn)移至肺和腦[1-2]。目前對于骨肉瘤的發(fā)病原因和致病機制尚未完全闡明，骨肉瘤細胞內(nèi)的染色體多發(fā)生突變，但因其突變方式及突變部位多不固定，尚未發(fā)現(xiàn)特定規(guī)律。因骨肉瘤前期無明顯病狀，骨肉瘤患者難以及時發(fā)現(xiàn)并就診，大約10%～20%的骨肉瘤患者在其首次就診時就已發(fā)生了肺轉(zhuǎn)移，嚴重降低了骨肉瘤患者的生存率。雖然骨肉瘤的治療技術(shù)取得了一定的突破，但在采用化療與手術(shù)切除聯(lián)合治療后的5年存活率仍不到50%，且其中還有10%的患者出現(xiàn)了復發(fā)，加上手術(shù)所造成的難以痊愈的骨缺損，嚴重影響了患者的生存質(zhì)量[3-4]。因此，骨肉瘤細胞的生長、轉(zhuǎn)移機制以及受損骨修復機制的研究已成為當前研究熱點，這對骨肉瘤患者的治療與骨再生修復具有重要意義。

趨化因子是指一類由8～12 KDa肽組成的蛋白質(zhì)，它們可以引起細胞的活化、分化與遷移，還能通過影響細胞骨架重排、細胞的定向運動和細胞粘連等過程，影響細胞的增殖分化。趨化因子-12(chemokines-12，CXCL12)又名基質(zhì)細胞衍生因子-1(stromal-derived factor-1，SDF-1)，是一種可由多種細胞分泌的小分子蛋白，主要以兩種形式存在，即SDF-1a/CXCL12a與SDF-1β/CXCL12b。腦、胸腺、肝臟、脾臟、骨髓等組織均可分泌CXCL12。它通常與趨化因子受體-4(chemokine receptor-4，CXCR4)結(jié)合并發(fā)揮功能。近年來研究發(fā)現(xiàn)，除CXCR4外，CXCL12還可與CXCR7結(jié)合發(fā)揮功能，并且受體CXCR7的親和力高于CXCR4[5]。CXCL12-CXCR4軸除了能夠調(diào)控細胞的生長、增殖、存活、遷移等，在腫瘤的轉(zhuǎn)移和侵襲、淋巴細胞的歸巢等方面也有重要作用。

骨肉瘤的侵襲轉(zhuǎn)移機理較為復雜，如何更好的了解骨肉瘤相關(guān)的生物學行為以及生長轉(zhuǎn)移機制，對開發(fā)有效的骨肉瘤治療方法至關(guān)重要。CXCR4-CXCL12軸與CXCR7-CXCL12軸在骨肉瘤的侵襲和轉(zhuǎn)移中有著關(guān)鍵作用，是近年研究治療骨肉瘤的熱點[6]。本文就CXCL12對骨肉瘤侵襲和轉(zhuǎn)移的研究進展做一綜述，以期為骨肉瘤的治療提供科學思路。

1 CXCL12對骨肉瘤轉(zhuǎn)移的作用

骨肉瘤的轉(zhuǎn)移主要是經(jīng)血管進行，多轉(zhuǎn)移至肺，較少向其他器官如骨骼、肝、腸轉(zhuǎn)移。腫瘤的轉(zhuǎn)移是一個復雜的過程，轉(zhuǎn)移初期，腫瘤細胞首先在局部組織遷移運動，并有效侵襲進入血管或淋巴管，隨血液或淋巴液運行，最后到達靶器官形成轉(zhuǎn)移病灶。腫瘤細胞轉(zhuǎn)移需要具備2個條件：①在循環(huán)中存活；②在靶器官微環(huán)境中定植生存。腫瘤細胞從原發(fā)病灶向次發(fā)病灶的轉(zhuǎn)移受趨化因子的引導。在腫瘤轉(zhuǎn)移時，特定的趨化因子與腫瘤轉(zhuǎn)移時表達的趨化因子受體相結(jié)合發(fā)揮其功能，對腫瘤細胞向次發(fā)病灶的轉(zhuǎn)移起引導作用。

CXCL12在腫瘤轉(zhuǎn)移擴散中具有重要作用[7-8]。而且轉(zhuǎn)移性骨肉瘤細胞高表達CXCL12與CXCR4，這種特定的CXCL12表達可能與骨肉瘤細胞向骨髓微環(huán)境的侵襲或向次生器官的轉(zhuǎn)移有關(guān)[9]。CXCL12濃度可對表達CXCR4或CXCR7的腫瘤細胞遷移造成影響，腫瘤細胞從低濃度CXCL12向著高濃度CXCL12方向遷移，腫瘤細胞的遷移終末常為高表達CXCL12的器官。CXCL12在骨、淋巴結(jié)、肺均高表達，因此骨肉瘤轉(zhuǎn)移至以上器官的可能性更高[10]。由于骨髓微環(huán)境中的成骨細胞高表達CXCL12，當骨肉瘤細胞向遠端轉(zhuǎn)移時，首先利用DNMT1介導的甲基化調(diào)控使成骨細胞低表達CXCL12，以獲得較大的轉(zhuǎn)移推動力[11]。因此有的生理學家認為，在骨中高表達CXCL12能降低骨肉瘤細胞的轉(zhuǎn)移潛能，抑制骨肉瘤細胞向遠端轉(zhuǎn)移[12]。由于CXCL12-CXCR4軸與CXCL12-CXCR7軸在腫瘤發(fā)生和進展中具有多向性，可能是一個骨肉瘤重要的潛在治療靶點。CXCL12與CXCR4或CXCR7結(jié)合后介導腫瘤的轉(zhuǎn)移。在起源于骨髓的腫瘤中，CXCL12-CXCR4軸的相互作用有利于腫瘤細胞的全身性擴散，破壞這一作用有可能抑制腫瘤細胞的全身擴散。Berghuis等[13]研究發(fā)現(xiàn)，使用小肽拮抗劑CTCE-9908破壞CXCL12-CXCR4軸的相互作用，能明顯抑制骨肉瘤細胞的轉(zhuǎn)移潛能。有研究用AMD3100(CXCR4的抑制劑)破壞CXCL12與CXCR4的相互結(jié)合，阻斷下游JNK和AKt信號通路，能抑制骨肉瘤細胞肺轉(zhuǎn)移[14]。因此，CXCR4的拮抗劑可應用于多種實體腫瘤的轉(zhuǎn)移治療[15]。Liao等[16]研究證實，CXCR4的拮抗劑能有效抑制小鼠骨肉瘤細胞肺轉(zhuǎn)移。上述研究表明，CXCL12-CXCR4軸對骨肉瘤細胞的轉(zhuǎn)移有著促進作用，抑制CXCL12與CXCR4的相互作用能抑制腫瘤細胞的轉(zhuǎn)移。有研究發(fā)現(xiàn)，當CXCR4被抑制時，CXCL12將與CXCR7結(jié)合，CXCL12-CXCR7軸可繼續(xù)維持骨肉瘤細胞的轉(zhuǎn)移擴散；但在抑制CXCR4表達的同時，抑制CXCR7的表達，可以抑制骨肉瘤細胞的轉(zhuǎn)移[17]。CXCR4與CXCR7的雙重抑制對骨肉瘤細胞增殖具有顯著的抑制效應，這些研究結(jié)果可為骨肉瘤的轉(zhuǎn)移干預及其術(shù)后治療提供新的策略。

2 CXCL12對骨肉瘤細胞增殖與侵襲的影響

研究骨肉瘤細胞增殖及侵襲微環(huán)境，對骨肉瘤治療及藥物研發(fā)具有重要意義[14]。腫瘤細胞的生長和侵襲受CXCL12的調(diào)控。遷移/增殖二分法認為：腫瘤細胞高速增殖需要在靜止條件下進行，高轉(zhuǎn)移腫瘤細胞增殖率較低[18]。由此推斷，CXCL12在腫瘤細胞增殖和侵襲時發(fā)揮相反的作用。Neklyudova等[12]在人類骨肉瘤143-B細胞模型中發(fā)現(xiàn)，CXCL12的過量表達，能促進腫瘤細胞的轉(zhuǎn)移，但不影響其生長；而穩(wěn)定表達P2G和CXCL12-KDEL可維持低濃度的CXCL12環(huán)境，進而抑制骨肉瘤肺轉(zhuǎn)移。但是高濃度的CXCL12可激活下游PI3K-AKt和MAPK-ERK信號，進而調(diào)節(jié)HER2的表達，最終促進骨肉瘤細胞的增殖[19-20]。在侵襲方面，CXCL12-CXCR4軸激活后將增加骨肉瘤細胞的遷移，并引導骨肉瘤細胞向骨髓微環(huán)境入侵；當抑制CXCR4與CXCL12的相互作用時效應反之[21]。當抑制CXCR4表達后，骨髓微環(huán)境中成骨細胞CXCR7的表達增加，CXCL12可激活CXCR7信號(CXL12-CXCR7軸)，進而促進骨肉瘤細胞向骨髓微環(huán)境侵襲[17]。此外，Zhang等[22]的研究結(jié)果亦證實，下調(diào)CXCR7的表達，可通過抑制PI3K-Akt通路拮抗骨肉瘤細胞的增殖和侵襲。因此，若能雙重抑制CXCR4和CXCR7的作用，將能有效遏制骨肉瘤細胞向骨髓微環(huán)境的侵襲轉(zhuǎn)移。針對以上靶點分子開展的相關(guān)研究將為骨肉瘤的術(shù)后治療提供一線希望。

3 CXCL12對骨肉瘤預后的影響

導致骨肉瘤患者死亡的主要原因是其不良預后。隨著骨肉瘤治療技術(shù)的快速發(fā)展，骨肉瘤患者治療后的5年存活率已提高到65%左右，但大部分患者仍死于肺轉(zhuǎn)移[3]。有研究認為CXCL12與骨肉瘤的不良預后呈正相關(guān)[23-24]。Kim等[25]研究發(fā)現(xiàn)，CXCR4在67%的骨肉瘤中表達，不表達CXCR4的腫瘤樣本存活率為90%，而表達CXCR4的腫瘤樣本存活率只有10%。Pollino等[8]研究發(fā)現(xiàn)，高表達CXCR4受體的患者復發(fā)風險更高。相比于骨肉瘤患者，不表達CXCR4人群的2年生存率高2.43倍[26]。同樣，相比于尤文氏肉瘤患者，不表達與低表達CXCR4人群的5年生存率高1.2倍[27]。由此推測，CXCR4和CXCR7與骨肉瘤的不良預后呈正相關(guān)，而CXCL12通過與CXCR4靶向結(jié)合發(fā)揮作用，因此CXCL12可能也與骨肉瘤的不良預后呈正相關(guān)。但是也有學者提出不同意見。Baumhoer等[28]統(tǒng)計了骨肉瘤患者的10生存率，發(fā)現(xiàn)表達CXCR4的患者與不表達CXCR4的患者10年生存率分別為68%與57%；表達CXCR7的患者與不表達CXCR7的患者10年生存率為57%與61%。綜上所述，趨化因子CXCL12對骨肉瘤預后的影響還需要更多的研究來進一步驗證，相信有關(guān)骨肉瘤研究的大數(shù)據(jù)挖掘必將為骨肉瘤患者的預后帶來福音。

4 結(jié)語與展望

綜上所述，CXCL12過表達可促進骨肉瘤細胞的增殖、侵襲和轉(zhuǎn)移進程。但就其對骨肉瘤患者預后的遠期評估，尚需大樣本大數(shù)據(jù)的支持?，F(xiàn)有數(shù)據(jù)僅表明CXCL12與CXCR4或CXCR7的結(jié)合，可促進骨肉瘤的侵襲轉(zhuǎn)移，而其具體機制尚不明確。針對骨肉瘤易于復發(fā)轉(zhuǎn)移的臨床特征，若能圍繞CXCL12分子研發(fā)出有效抑制CXCL12-CXCR4軸與CXCL12-CXCR7軸的藥物，將為骨肉瘤的臨床治療和預后評估提供新的思路。因此，深入研究CXCL12及其相關(guān)受體的功能，深化對骨肉瘤轉(zhuǎn)移微環(huán)境的認識，是當前骨肉瘤研究者努力的方向。