研究背景

趨化因子（chemokines）是一類具有趨化作用的細胞因子 ，最初認為趨化因子在炎症反應中調節白細胞定向移動而得名 。但隨後的研究發現趨化因子具有廣泛的生物學作用 。除參與炎症反應外 ，趨化因子及其受體在淋巴細胞歸巢 、免疫應答 、感染 、自身免疫性疾病 、移植免疫排斥及血管生成等眾多生理 、病理過程中起著非常重要的作用 。越來越多的證據表明趨化因子與腫瘤的生長 、侵襲和轉移密切相關 。

趨化因子是細胞因子超家族成員中一大類具有化學趨化作用的分泌型小分子蛋白質（8-11kD） 。自第一個趨化因子於80年代末被確認以來 ，迄今已發現至少50種趨化因子 。趨化因子受體屬於G蛋白偶聯的7次跨膜受體超家族 。不同類型的趨化因子通過與相應受體結合發揮作用 。但部分趨化因子與受體結合特異性不強 ，即一種趨化因子可與多種受體結合，而一種趨化因子受體也可與多種趨化因子結合 ，不過親和力有所不同 。研究顯示許多腫瘤細胞 、腫瘤間質細胞和宿主細胞能自主分泌趨化因子及表達趨化因子受體 。腫瘤相關趨化因子不僅可促進腫瘤細胞增殖 、抑製其凋亡 ，而且還可以控製腫瘤細胞遷移 、調節腫瘤血管生成 、趨化淋巴細胞浸潤腫瘤組織 、參與腫瘤細胞器官選擇性轉移 。如下圖所示 。

增殖是腫瘤侵襲轉移的前提和基礎 。轉移至靶器官的腫瘤細胞要形成轉移灶也有賴於自身的增殖能力 。腫瘤細胞分泌的某些趨化因子可以促進腫瘤細胞生長和（或）抑製其凋亡 。惡性黑色素瘤細胞持續產生GRO-α和IL-8趨化因子 ，而其自身也同時高表達上述兩種趨化因子的受體一CXCR2 。GRO-α和IL-8通過自分泌方式直接刺激腫瘤細胞生長 。此外IL-8也可通過自分泌方式促進肝癌 、胰腺癌和結腸癌細胞增殖 。Ruckes等報道成人T細胞白血病細胞高表達I-309及受體CCR8 ，I-309與CCR8結合可以抑製成人T細胞白血病細胞凋亡 。腫瘤間質細胞 、宿主細胞分泌的趨化因子亦可通過旁分泌機製發揮上述作用 。

趨化因子與相應受體結合可引起細胞內肌動蛋白聚合 ，調節細胞運動和遷移 。Kawada等在研究惡性黑色素瘤淋巴結轉移時發現B16F10惡性黑色素瘤細胞持續表達CXCR3趨化因子受體 ，受配體CXCL9 、CXCL10及CXCL11等趨化因子刺激後 ，細胞內F-肌動蛋白水平升高 ，並發生聚合 ，細胞骨架蛋白重排 。腫瘤細胞朝趨化因子濃度梯度方向移動 ，突破纖維連接蛋白覆蓋的聚碳酸酯濾膜能力明顯增加 ，並呈劑量、時間依賴性 。Muller等報道SDF-1趨化因子可以使乳腺癌細胞做定向運動 ，穿透人工重建基底膜 。而抗CXCR4抗體能阻斷該作用 。

腫瘤的轉移並非隨機過程，不同類型的腫瘤有各自的器官轉移傾向性 。對於這種器官選擇性轉移有不同的解釋 。“種子與土壤”學說認為 ，轉移的腫瘤細胞隨機分布於全身 ，但隻有在提供適宜生長環境的組織或器官中才得以生存 、增殖 。第2種解釋認為靶器官的血管內皮細胞表達特異性粘附分子 ，可以捕獲循環中腫瘤細胞 。第3種理論認為靶器官具有特異性趨化因子 ，吸引特定腫瘤細胞歸巢 。以往這種理論用於解釋造血幹細胞特異性歸巢於骨髓 ，而最近Muller等證實趨化因子及其受體在決定腫瘤轉移部位上也起著非常重要的作用 。乳腺癌原發此及轉移灶組織中趨化因子受體CXCR4和CCR7表達顯著高於正常乳腺組織 ，而乳腺癌常見轉移部位（淋巴結 、肺 、肝髒和骨髓）中這兩種受體的配體SDF-1α和6Ckine趨化因子表達水平遠髙於罕見轉移邰位（小腸 、皮膚 、腦組織和骨骼肌）的表達水平 。體外試驗進一步證實SDF-1α和6Ckine可誘導乳腺癌細胞做趨化運動 ，穿透人工重建基底膜，並呈劑量依賴性方式 。而抗CXCR4或抗6Ckine的抗體能阻斷這種作用。正常肺 、肝髒組織的提取物對乳腺癌細胞有明顯的趨化作用 ，但皮膚、肌肉這些乳腺癌罕見轉移部位的組織提取物趨化作用不顯著 。體內實驗發現 ，抗CXCR4單抗能有效地抑製原位種植於嚴重聯合免疫缺陷小鼠的人乳腺癌細胞自發性肺轉移和淋巴結轉移 。惡性黑色素瘤除了與乳腺癌有相似的轉移部位外 ，還易轉移至皮膚 。Muller等發現 ，惡性黑色素瘤細胞係除高表達CXCR4和CCR7外 ，還表達高水平的CCR10 ，而CCR10配體CTACK正是皮膚所含的特異性趨化因子 。

研究模型

南宮娛樂建立了腫瘤轉移的研究模型 ，包括體外（浸潤模型）和體內（轉移模型） 。體外模型主要研究 ：1）腫瘤細胞對結蹄組織上皮細胞基質分子的降解 ，包括laminin、fibronectin 、collagen等 ；2）腫瘤細胞對一些生物膜的穿透力 ；3）新血管的形成能力 ；4）體外腫瘤細胞的聚集性和運動性 。體內模型主要研究腫瘤細胞的轉移性 ，即腫瘤細胞在遠端組織形成病灶的能力 。在選擇藥物作用研究時 ，可以通過兩種方法 ：1）將準備注射的腫瘤細胞先用藥物在體外培養並發生作用 ，然後將藥物作用後的瘤細胞接種於小鼠血管 ；2）將藥物直接注射入受體小鼠 ，再對小鼠血管內注射腫瘤細胞 。如下圖所示 。