許伶，儲晨，王慶生

（1.合肥職業(yè)技術(shù)學(xué)院，安徽 合肥；2.安徽醫(yī)科大學(xué)附屬巢湖醫(yī)院 心胸外科，安徽 合肥）

0 引言

趨化因子指能使細(xì)胞發(fā)生趨化運(yùn)動的一種低分子細(xì)胞因子蛋白，又叫趨化劑或者趨化激素、亦或者化學(xué)激素。它是一種具有吸引嗜白細(xì)胞家族中性粒、淋巴、單核細(xì)胞及多種細(xì)胞滲出到炎癥部位的一些小分子趨化因子（常見8-12KD）蛋白（如IL-8、MCP-1 蛋白），趨化因子在抗炎過程中發(fā)揮非常重要的作用[1]。本文就趨化因子的相關(guān)研究進(jìn)行探討。

1 趨化因子和其受體的由來

據(jù)報道從1987年首個趨化因子IL-8 被確定名稱以來，至今已發(fā)現(xiàn)多種趨化因子，數(shù)量多家族龐大。初期研究的趨化因子從它的來源、作用細(xì)胞、不同結(jié)構(gòu)等多方面來命名，為了便于交流，從20 世紀(jì)90年代末期開始，趨化因子國際命名組織從結(jié)構(gòu)特征方面，就趨化因子和它的受體做了權(quán)威的命名，使用CXCLn 代表CXC、CCLn 代表CC、使用CX3CLn代表CX3C 以及C 家族的相關(guān)成員，比如L 即為配體的意思即Ligand，n 指的數(shù)字的區(qū)別。目前常見的CCL1-CCL28 是CC 的趨化因子，CXC 趨化因子是CXCL1-CXCL16，CX3C 趨化因子迄今發(fā)現(xiàn)一個是CX3CL1，有XCL1 和XCL2 是C 趨化因子的兩個成員[2]。

2 趨化因子的類別

2.1 依據(jù)蛋白質(zhì)空間結(jié)構(gòu)分類

幾乎所有趨化因子有4 個守舊的半胱氨酸位于氨基酸序列上，由于前部2 個半胱氨酸相對位置的不同，有4 大類別：（1）趨化因子；（2）趨化因子；（3）-趨化因子；（4）-趨化因子[3]。

2.2 依據(jù)不同的細(xì)胞來源分類

絕大多數(shù)細(xì)胞在合適條件下，都會產(chǎn)生趨化因子，由于模式產(chǎn)生的差異，趨化因子區(qū)分為組成性表達(dá)趨化因子（淋巴組織趨化因子），誘導(dǎo)性表達(dá)趨化因子（炎性趨化因子）及雙功能趨化因子等。

3 趨化因子的共同結(jié)構(gòu)特點(diǎn)

趨化因子分子量較小，多為＜100 個氨基酸的小分子多肽。一級結(jié)構(gòu)上具有同源性，它們有20%～50%的序列是一致的，可以認(rèn)為他們之間互相分享基因及氨基酸序列。合成多肽前體是典型的趨化因子蛋白第一步，涵蓋有20 個氨基酸殘基的信號肽。細(xì)胞分泌切除趨化因子信號肽[4]。

4 趨化因子受體和信號傳導(dǎo)途徑

4.1 趨化因子受體及類別

按照結(jié)合配體的區(qū)別，趨化因子受體有4 中類型：CXC受體），CCR 受體，CX3CR 受體和XCR 受體。

4.2 趨化因子受體的特點(diǎn)

趨化因子受體是GPCRs 家族成員，在胞內(nèi)區(qū)參與G 蛋白相偶聯(lián)；經(jīng)過7 次跨膜后，胞外部是N 端，胞內(nèi)部有C 端，富含Ser/Thr 位點(diǎn)，參與信號轉(zhuǎn)導(dǎo)。G 蛋白由三個亞單位組成，亞單位一般會形成非常緊密的二聚體，并發(fā)揮重要作用。

4.3 趨化因子受體的表達(dá)

趨化因子受體的表達(dá)主要特點(diǎn)有：（1）有相對特異的表達(dá)譜，如CXCR4 主要表達(dá)于嗜中性粒細(xì)胞、單核細(xì)胞和淋巴細(xì)胞，CCR3 主要表達(dá)于嗜酸性細(xì)胞和嗜堿性細(xì)胞，DARC 只表達(dá)于紅細(xì)胞表面。（2）具有時空特異性。如不同分化階段的Th 細(xì)胞（輔助性T 淋巴細(xì)胞）表達(dá)不同的CKR。

4.4 趨化因子的信號傳導(dǎo)

雖然迄今對趨化運(yùn)動進(jìn)行了一系列研究也有相關(guān)了解，但是細(xì)胞是如何由低濃度梯度向高濃度刺激物方向做定向運(yùn)動的明確機(jī)制研究還不清楚。磷脂酶C 對G 蛋白很敏感，能夠激活幾乎所有趨化因子，導(dǎo)致3,4,5-Inositol triphosphate的產(chǎn)生和升高胞內(nèi)鈣離子的水平。有文獻(xiàn)指出，部分趨化因子可以降低腺甘酸環(huán)化酶活性，激活MEK 和ERK-1/2，NF-κB 信號通路。

5 趨化因子的基本功能

同一種細(xì)胞能夠表達(dá)多樣趨化因子，不同的細(xì)胞也可以產(chǎn)生相同的趨化因子或趨化因子受體。趨化因子的主要功能是趨化細(xì)胞的移行，細(xì)胞朝向趨化因子濃度升高的信號往趨化因子源處移動。趨化因子能引起整合素表達(dá)升高，細(xì)胞活化，白細(xì)胞的靠邊粘附聚集到血管內(nèi)皮細(xì)胞，引起細(xì)胞形態(tài)改變，上調(diào)胞內(nèi)鈣離子的水平，維持機(jī)體內(nèi)環(huán)境的穩(wěn)定。

6 趨化因子的研究方法

6.1 趨化實(shí)驗(yàn)

可采用兩種不同方法即體內(nèi)、體外方法檢測趨化因子的活性。體內(nèi)檢測方法是把趨化因子注入到局部組織內(nèi)，觀察注射部位炎性細(xì)胞在局部分布情況，但是這種方法比較復(fù)雜；而Boyden 小室法就體外實(shí)驗(yàn)中較常用的方法：通常用48 孔的趨化小室進(jìn)行檢測，根據(jù)趨化細(xì)胞的種類不同，利用不同孔徑的聚炭膜和趨化時間[5]。

6.2 鈣流實(shí)驗(yàn)

趨化因子和需要檢測目標(biāo)細(xì)胞與Indo-1 AM 或Fura-2 AM 使用熒光探針法進(jìn)行孵育，可以利用它們作為EGTA 的衍生物，對鈣離子有較高的特異性親和力，進(jìn)入細(xì)胞內(nèi)后與鈣離子結(jié)合，采用熒光分光光度計，測量出熒光強(qiáng)度的升降，這樣也可以間接的體現(xiàn)胞內(nèi)鈣離子濃度的趨勢，達(dá)到體現(xiàn)趨化因子活性的目的。

6.3 受體內(nèi)化試驗(yàn)

趨化因子與CKR 結(jié)合后出現(xiàn)受體一過性內(nèi)化，通過構(gòu)建CKR 與EGFP 的融合表達(dá)載體，轉(zhuǎn)染細(xì)胞，后與待檢測因子作用，并觀察熒光定位的改變[6]。

7 趨化因子、其受體和相關(guān)疾病

趨化因子和其受體在感染、癌癥、免疫缺陷疾病、過敏反應(yīng)、AIDS 等發(fā)病環(huán)節(jié)中起到關(guān)鍵作用，目前已研制出一些趨化因子相關(guān)產(chǎn)品進(jìn)行了臨床研究，有望為腫瘤、一些感染性疾病的治療方法引入新的路徑和思考。

7.1 趨化因子與腫瘤

趨化因子復(fù)雜的致病機(jī)制是癌癥的進(jìn)展過程中重要影響因素，部分趨化因子可以影響腫瘤的分裂增殖，加速毛細(xì)血管生成，誘導(dǎo)癌癥細(xì)胞轉(zhuǎn)移和附著血管內(nèi)皮細(xì)胞上，提高惡性腫瘤的遠(yuǎn)處播散和轉(zhuǎn)移[7]。

7.2 趨化因子與哮喘

有些過敏性疾病比如哮喘等，發(fā)病時會有重要特征即嗜酸性粒細(xì)胞、嗜堿性粒細(xì)胞、淋巴細(xì)胞和肥大細(xì)胞的滲出。較早有文章報導(dǎo)，MCP-3、RANTES 可趨化嗜酸性和嗜堿性粒細(xì)胞，然后釋放組織胺和白三烯，對過敏性疾病發(fā)病很關(guān)鍵。近來研究指出，Eotaxin 對哮喘來說起關(guān)鍵性作用，Eotaxin 主要來源與氣道上皮細(xì)胞，也可由肥大細(xì)胞產(chǎn)生，它和CCR3，特異地結(jié)合后致過敏反應(yīng)。

7.3 趨化因子受體與艾滋病

機(jī)體在受到HIV-1 病毒攻擊時，趨化因子受體發(fā)揮著不可缺少的作用。眾所周知，HIV-1 病毒的主要受體之一是CD4分子，小鼠HIV 模型動物實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)，表達(dá)人CD4分子的小鼠細(xì)胞沒有發(fā)現(xiàn)HIV-1 病毒，證明在HIV-1 治病過程中，不僅有CD4分子，還需要其他分子的共同起作用。

7.3.1 HIV-1 病毒的感染

根據(jù)CCR5 氨基端結(jié)構(gòu)域，第二個胞外環(huán)狀區(qū)，是病毒感染的兩個功能性結(jié)合域，其配體RANTES、MIP-1 能夠阻斷嗜巨噬細(xì)胞病毒HIV-1 的感染，CCR5 缺失突變對嗜巨噬細(xì)胞HIV-1 病毒有很強(qiáng)的抵抗性[8]。

7.3.2 HIV-1 感染的生物防治

在HIV-1 病毒攻擊靶細(xì)胞時，病毒進(jìn)入細(xì)胞，我們發(fā)現(xiàn)膜融合，因?yàn)樘堑鞍譯p120 和CD4分子受體互相，致使蛋白gp120 分子在細(xì)胞膜表面開始表達(dá)。在此研究基礎(chǔ)上，使用基因工程的方法讓濾泡狀口腔炎病毒、狂犬病病毒表達(dá)CXCR4 和CD4分子，讓它們成為獵手病毒后，然后發(fā)現(xiàn)被HIV-1 病毒感染細(xì)胞表面結(jié)合gp120，而且復(fù)制快速，被病毒感染細(xì)胞的也具有特異性滅殺功能。

7.4 趨化因子與其他疾病

趨化因子還與急、慢性感染性疾病以及自身免疫性疾病也極大相關(guān)。臨床進(jìn)行藥理學(xué)實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)，阻斷CCR2 受體介導(dǎo)的信號轉(zhuǎn)導(dǎo)通路的方法，對治療鹽敏感性高血壓引起腎臟損傷有重要幫助，能夠顯著降低高血壓，特別是降低鹽敏感性高血壓導(dǎo)致的腎臟損傷。

綜上所述，對趨化因子的相關(guān)研究在近年有了重大發(fā)現(xiàn)，趨化因子及其受體具有其廣泛的細(xì)胞來源和生物學(xué)效應(yīng)，在疾病的治病過程中有重要的作用，不只限于趨化作用，機(jī)體的各種生理和病理情況下均發(fā)揮重要作用，機(jī)體腫瘤的趨化因子系統(tǒng)是復(fù)雜的，其作用機(jī)制研究較少，仍有大量未知的信息需要探究。隨著對細(xì)胞因子及其受體深入的研究，在治療人類的某些疾病如動脈粥樣硬化病變、自身免疫病、器官移植、HIV 感染和腫瘤等提供理論基礎(chǔ)和應(yīng)用價值，為臨床治療開辟新的思路、新景象。