趋化因子网络调节NK细胞迁移和浸润至实体瘤
Cytokine and Growth Factor Reviews上发表了一篇综述“Chemokine networks modulating natural killer cell trafficking to solid tumors”,文章中介绍了与NK细胞相关的趋化因子受体,包括CCR2、CCR5、CCR7、CXCR3和CX3CR1,以及改善NK细胞瘤内浸润的策略。简单介绍这篇综述的主要内容如下:
血液中成熟的NK细胞能够对肿瘤微环境产生的趋化因子梯度做出反应,并迁移到肿瘤部位,如图1所示。瘤内NK细胞通过激活性和抑制性受体与肿瘤细胞相互作用。一旦激活,浸润型NK细胞就可以发挥其抗肿瘤活性,释放IFN-γ和细胞毒性蛋白。此外,分泌型趋化因子也可以与表达在肿瘤细胞上的相应受体结合,以自分泌的方式促进肿瘤细胞的增殖和转移。
图1 NK细胞与肿瘤细胞上趋化因子及其受体的相互作用示意图二、趋化因子受体的下游信号通路
趋化因子受体是具有配体结合N端和7个跨膜结构域的G蛋白偶联受体(GPCRs)。一旦与相应的趋化因子配体结合,细胞内的G蛋白构象就会发生变化,与受体分离,导致Gα-ATP复合物和Gβγ异源二聚体的释放,如图2所示。大多数趋化因子受体与Gαi亚基偶联,但也可以通过其他Gα蛋白发出信号,如Gα12/13、Gαs和Gαq。一旦被激活,Gαi亚基可以抑制cAMP的产生,诱导Ras/RAF/MAPK信号通路,以及PI3K/Akt通路。细胞迁移的主要调控因子是释放的Gβγ异源二聚体,它不仅激活PI3K/Akt通路控制肌动蛋白重组,还通过PLC调控Ca2+动员和MAPK信号传导。Gβγ异源二聚体也参与了β-抑制素的募集,这对趋化因子受体的脱敏和内化至关重要。
图2 趋化因子受体的下游信号通路示意图
三、趋化因子受体在NK细胞的瘤内归巢和迁移中起着关键作用
趋化因子受体-配体的相互作用是NK细胞有效动员到实体肿瘤的关键驱动因素。将NK细胞定向到特定的体内位置涉及到特定受体的参与,不同NK细胞亚群其趋化因子受体表达是不同的,如图3所示。
图3 趋化因子受体-配体相互作用驱动NK细胞瘤内归巢及迁移
四、改善NK细胞瘤内浸润的策略
1、增强NK细胞趋化因子受体
(1)细胞因子影响NK细胞表面趋化因子的表达
如CXCR3在静息的外周血NK细胞中弱表达,在IL-2和/或IL15刺激下,CXCR3在NK细胞体外扩增时显著上调,如表1所示。体外扩增NK细胞时添加细胞因子可以调节NK细胞表面相应趋化因子受体的表达。
(2)基因工程NK细胞表达趋化因子受体
除了添加细胞因子外,还可以利用基因工程技术过表达NK细胞表面趋化因子受体,以此提高NK细胞对肿瘤细胞的浸润能力。表2为文献总结的几种过表达趋化因子受体的工程化NK细胞。
2、改变肿瘤微环境
实体肿瘤的一个重要免疫抑制特征是肿瘤微环境,这也已经被证明确实会损害NK细胞的活性和功能。所以在某种情况下,即使NK细胞表达趋化因子受体,但肿瘤微环境中相应趋化因子配体表达不足,仍然会限制NK细胞的迁移。针对这种情况,可以通过改变肿瘤微环境中可溶性趋化因子配体的浓度,来促进NK细胞的肿瘤内浸润,以提高其抗肿瘤能力。例如,瘤内注射IFN-γ可以诱导CXCR3配体CXCL9、CXCL10和CXCL11的局部表达,从而间接促进NK细胞的浸润。
五、总结
趋化因子及其受体是NK细胞浸润肿瘤的关键驱动因素,通过改变相应趋化因子受体或其配体的表达可以提高NK细胞的肿瘤浸润能力。目前深圳圣淘沙网站对于趋化因子网络已有多个布局,感兴趣的广大读者们欢迎联系我司进行深入交流!
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