重组人GRO-β/CXCL2

背景^{[1][2][3][4][5]}

重组人GRO-β/CXCL2中趋化因子（CXC基序）配体2（CXCL2）是一种属于CXC趋化因子家族的小细胞因子，也称为巨噬细胞炎症蛋白2-α（MIP2-α），生长调节蛋白β（Gro-β）和Gro致癌基因-2（Gro-2）。CXCL2由炎症部位的活化单核细胞，巨噬细胞和嗜中性粒细胞产生，并募集多形核白细胞和造血干细胞。氨基酸5至73显示对嗜中性粒细胞的化学吸引作用。CXCL2有两个二硫桥。CXCL2与CXCR1和CXCR2结合。它是响应脂多糖而形成的。

它与CXCL1的 90％相同。在人类中，基因已经兴起染色体4在基因簇中与其他CXC趋化因子。CXCL2的氨基酸序列与相关的趋化因子CXCL1具有90％的同一性。这种趋化因子由单核细胞和巨噬细胞分泌，对多形核白细胞和造血干细胞具有趋化性。CXCL2的基因位于人类第4号染色体上，位于其他CXC趋化因子的簇中。

CXCL2通过与称为CXCR2的细胞表面趋化因子受体相互作用来动员细胞。与相关的趋化因子一样，CXCL2也是一种强大的中性粒细胞化学引诱物，参与许多免疫反应，包括伤口愈合，癌症转移和血管生成。2013年发表的一项研究测试了CXCL2，CXCL3和CXCL1在气道平滑肌细胞（ASMCs）迁移中的作用，这种迁移在哮喘中起着重要作用。

这项研究的结果表明，CXCL2和CXCL3都有助于通过不同的机制调节正常和哮喘的ASMC迁移。CXCL2是CXC家族的一员,作为原癌基因编码的蛋白,可促进血管形成,在肿瘤的发生、发展、转移中起到重要作用。

近年研究显示CXCL2参与消化道、黑色素瘤、乳腺癌的发生、发展、转移,随其机制上不明确,仍有可能成为各类肿瘤诊断依据、肿瘤复发的检测因子,也可能成为肿瘤治疗的潜在靶点。Recombinant Human GRO-β/CXCL2是利用生物工程技术将其基因构建到到大肠杆菌中诱导使GRO-β/CXCL2大量表达最后在通过分离纯化制得。

临床应用^[6]

重组人GRO-β/CXCL2可用于肿瘤检测标记物表达水平的研究。采用不同浓度的外源性重组CXCL2蛋白刺激肝癌细胞,以观察其对肝癌细胞迁移、侵袭、粘附等生物学行为的影响,并通过信号通路芯片及通路抑制剂等方法探索其可能的作用机制。

结果显示:

(1)CXCL2在10例肝癌患者肝癌组织中的表达比相应癌旁组织明显增高;

(2)不同浓度CXCL2刺激均可显著增强肝癌细胞的迁移能力,1ng/m L刺激组的肝癌细胞侵袭能力明显增加,10ng/m L及100ng/m L CXCL2刺激组的肝癌细胞粘附能力显著降低;

(3)中和共培养条件培养基中的CXCL2后其促进肝癌细胞迁移及侵袭能力的作用均明显下降;

(4)通过特异性抑制剂SB225002抑制肝癌细胞表达的CXCR2后,CXCL2对肝癌细胞迁移、侵袭能力的促进作用及对其粘附能力的抑制作用均消失,说明CXCL2通过与其受体CXCR2相结合发挥作用;

(5)CXCL2过表达后,通过信号通路芯片检测发现肝癌细胞中HSP27、PRAS40、bad,Chk1、Ik Bα(Ser32/36)的磷酸化水平均显著上调,Ik Bα(Total)也明显升高;Western blot的结果证实过表达CXCL2后肝癌细胞中p-Ik Bα的磷酸化水平明显增高,说明NF-k B通路在CXCL2过表达的肝癌细胞中被激活;

(6)进一步通过NF-k B特异性抑制剂BAY117082阻断肝癌细胞的NF-k B通路,发现CXCL2促进肝癌细胞细胞迁移及侵袭的能力减弱。上述结果表明肿瘤相关巨噬细胞源性的CXCL2主要通过激活NF-k B信号通路促进肝癌细胞的迁移及侵袭。

结论1.在体外成功诱导获得具有典型表型特征的不同活化状态巨噬细胞M1和M2;并发现M2条件培养基可促进肝癌细胞增殖、迁移及侵袭并发生EMT。2.成功应用低熔点琼脂糖建立肝癌细胞及M2型肿瘤相关巨噬细胞的三维立体共培养体系,通过i TRAQ标记的定量蛋白质组学技术建立了不同三维立体培养体系中的分泌蛋白表达谱,并从共培养体系中鉴定到了159个差异分泌蛋白。3.CXCL2是共培养体系中显著升高的蛋白,可促进肝癌细胞的迁移、侵袭能力,并抑制其粘附能力;其作用的发挥是通过与肝癌细胞表达的CXCR2受体结合,从而激活NF-k B信号通路进行。

参考文献

1. Wolpe SD,Sherry B,Juers D,Davatelis G,Yurt RW,Cerami A(January 1989)."Identification and characterization of macrophage inflammatory protein 2".Proceedings of the National Academy of Sciences of the United States of America.86(2):612–6.PMC286522.PMID2643119.

2. ^Iida N,Grotendorst GR(October 1990)."Cloning and sequencing of a new gro transcript from activated human monocytes:expression in leukocytes and wound tissue".Molecular and Cellular Biology.10(10):5596–9.PMC361282.PMID2078213.

3. ^Jump up to:abPelus LM,Fukuda S(August 2006)."Peripheral blood stem cell mobilization:the CXCR2 ligand GRObeta rapidly mobilizes hematopoietic stem cells with enhanced engraftment properties".Experimental Hematology.34(8):1010–20.doi:10.1016/j.exphem.2006.04.004.PMID16863907.

4. ^O'Donovan N,Galvin M,Morgan JG(1999)."Physical mapping of the CXC chemokine locus on human chromosome 4".Cytogenetics and Cell Genetics.84(1–2):39–42.doi:10.1159/000015209.PMID10343098.

5. ^Jump up to:abAl-Alwan LA,Chang Y,Mogas A,Halayko AJ,Baglole CJ,Martin JG,Rousseau S,Eidelman DH,Hamid Q(September 2013)."Differential roles of CXCL2 and CXCL3 and their receptors in regulating normal and asthmatic airway smooth muscle cell migration".Journal of Immunology.191(5):2731–41.doi:10.4049/jimmunol.1203421.PMC3748335.PMID23904157.

6. 肿瘤相关巨噬细胞—肝癌细胞三维共培养体系中分泌蛋白的差异及CXCL2在肝癌转移中的作用[D]. 卢宇.广西医科大学 . 2017