趨化因子（Chemokines）是由50種多肽組成的家族，它們在生物學中的主要作用
趨化因子(Chemokines )是由50種多肽組成的家族，它們在生物學中的主要作用是協(xié)調(diào)免疫反應，作為免疫細胞協(xié)調(diào)募集進出組織的信號，并指導組織內(nèi)免疫細胞的空間組織和細胞相互作用。
趨化因子家族基于保守的二級結(jié)構(gòu)和共同的被稱為“Greek key"的超二級結(jié)構(gòu)組成，由Zlotnik and Yoshie提出，后來被國際免疫學會聯(lián)合會和世衛(wèi)組織采用的“標準命名法"，根據(jù)二硫鍵之間的間距將趨化因子分為四類。趨化因子CXC亞族（也被稱為α亞族）是含有兩個半胱氨酸殘基對的蛋白，形成兩個半胱氨酸橋，并由一個非保守的氨基酸隔開。相比之下CC亞族（β亞族）包含兩個相鄰的半胱氨酸殘基。趨化因子XC亞族（γ亞族）只包含有一個二硫鍵。CX3C亞族（δ亞族）則在兩個半胱氨酸殘基之間包含三個殘基，更重要的是其C末端結(jié)構(gòu)域與一個粘蛋白樣的長柄蛋白結(jié)合，使其能夠嵌入細胞膜。具體的各個亞族示意圖如圖一所示 [1] 。
圖1：趨化因子配體家族
趨化因子是8至12kDa的分泌蛋白，通過與Gαi蛋白偶聯(lián)的七跨膜受體（GPCR）結(jié)合來調(diào)節(jié)定向細胞遷移（趨化性），粘附，細胞定位和細胞間相互作用，即所謂的經(jīng)典趨化因子受體[2]。趨化因子還與非典型趨化因子受體（ACKRs）結(jié)合，這些受體也是七個跨膜受體，但不是G蛋白偶聯(lián)，也不會誘導趨化性[3]。趨化因子系統(tǒng)由近50個趨化因子配體、19種經(jīng)典趨化因子受體，如圖2所示，和4個非典型趨化因子受體組成，如圖3所示。其中經(jīng)典趨化因子配體在配體結(jié)合后誘導細胞遷移。此外，四種非典型趨化因子受體可作為清除受體。具體結(jié)合情況及發(fā)揮作用總結(jié)如下表格，如表1所示。
圖2：趨化因子及其受體結(jié)合情況：其中趨化因子受體使用CCR（綠色）、CXCR（紅色）、XCR（橙色）或CX3CR（藍色）表示。趨化因子用淺藍色方框表示。
圖3：人類非典型趨化因子受體的配體
結(jié)合概況[4]。
表1 趨化因子及其受體
除了按照蛋白結(jié)構(gòu)分類外，趨化因子還可以根據(jù)其功能分為穩(wěn)態(tài)趨化因子、炎癥趨化因子和雙重功能趨化因子。
穩(wěn)態(tài)趨化因子一般是組成型表達的，在進化上高度保守，在器官發(fā)育、免疫監(jiān)視、組織再生等過程發(fā)揮關鍵作用。通常包括CXCL4、CXCL12、CXCL13、CCL14、CCL15、CCL16、CCL19、CCL25等。器官發(fā)育：引導干細胞遷移至適當?shù)奈恢茫⒋龠M血管生成；介導細胞增殖；介導淋巴細胞的成熟。免疫監(jiān)視：介導免疫細胞在健康外周組織中的穩(wěn)態(tài)，維持免疫耐受。組織再生：引導干細胞和祖細胞遷移，以促進損傷后的組織更新或再生；促進愈合過程中的血管生成；促進上皮、內(nèi)皮、間充質(zhì)的愈合。
炎癥趨化因子表達量較低，在受到炎癥信號刺激時被大量誘導，參與宿主防御及免疫細胞的遷移。宿主免疫：促進先天免疫細胞募集至感染部位，防止微生物的傳播，調(diào)節(jié)適應性免疫。免疫細胞遷移如圖4所示。
圖4：趨化因子控制炎癥中骨髓、血液和外周組織之間的先天免疫細胞運輸[2]。
雙重功能趨化因子：指在某些特定的微環(huán)境中，某些誘導表達的趨化因子也可以組成表達，這些趨化因子被稱為雙重功能趨化因子。
趨化因子及其受體與一系列病理狀況有關(表2），包括自身免疫性疾?。ɡ?，牛皮癬、類風濕性關節(jié)炎和多發(fā)性硬化癥）；肺部疾?。ɡ纾吐宰枞苑渭膊。灰浦才懦夥磻?；代謝和血管疾病（例如，肥胖、糖尿病和動脈粥樣硬化）；以及傳染?。ɡ纾琀IV、敗血癥和炎癥性腸?。?。
表2 趨化因子受體在炎癥和免疫中的作用
趨化因子及其受體已被證明在多個器官癌癥的發(fā)生和發(fā)展中起著關鍵作用，包括肺癌、結(jié)腸癌、肝癌、乳腺癌、宮頸癌、前列腺癌、膀胱癌、卵巢癌、食道癌、皮膚癌和淋巴管癌[5]。許多癌細胞表達趨化因子受體，這些受體將配體作為生長信號，并以此來驅(qū)動侵襲和轉(zhuǎn)移運用（表3）。
表3 趨化因子GPCR在癌癥中的應用
參考文獻
[1] A. Zlotnik, O. Yoshie, Chemokines: a new classification system and their role in immunity, Immunity, 12 (2000) 121-127.
[2] J.W. Griffith, C.L. Sokol, A.D. Luster, Chemokines and chemokine receptors: positioning cells for host defense and immunity, Annu Rev Immunol, 32 (2014) 659-702.
[3] A. Broggi, F. Granucci, I. Zanoni, Type III interferons: Balancing tissue tolerance and resistance to pathogen invasion, J Exp Med, 217 (2020).
[4] I. Comerford, S.R. McColl, Atypical chemokine receptors in the immune system, Nature reviews. Immunology, (2024).
[5] K. Chen, Z. Bao, P. Tang, W. Gong, T. Yoshimura, J.M. Wang, Chemokines in homeostasis and diseases, Cellular & molecular immunology, 15 (2018) 324-334.
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