炎症性趋化因子CXCL(CXCL9、CXCL10、CXCL11等)主要由干扰素(IFN)-γ诱导,并共享一种专属的趋化因子受体,即CXC趋化因子受体3(CXCR3)。这些炎症性趋化因子CXCL具有引导活化T细胞和自然杀伤细胞时空迁移的原型功能,并对血管生成具有抑制作用,因此被认为在感染、急性炎症、自身炎症和自身免疫以及癌症中发挥作用。

(数据来源 Mieke M, et al. Front Immunol. 2018)
CXCL家族
人类CXCL趋化因子家族包含众多成员:即CXCL1-3,CXCL5-8,CXCL9-13和CXCL16,它们大部分都包含一个保守的谷氨酸-亮氨酸-精氨酸(“ELR”)氨基酸基序,包含三个反平行的β片层(粉色)和一个羧基末端的α螺旋(橙色),通过30s、40s和50s环相互连接,灵活的NH2末端域接着是一个N环和310螺旋。成熟分泌蛋白的三维结构由两个二硫键稳定,这两个二硫键由四个保守的Cys残基(蓝色)形成。

(数据来源 Mieke M, et al. Front Immunol. 2018)
CXCL6和CXCL8通过CXCR1传递信号;带有ELR+基序CXCL趋化因子激活CXCR2,这些受体的激活导致中性粒细胞趋化;此外,CXCR2配体是CXCL12,CXCR4的唯一配体;大多数缺乏ELR基序的CXC趋化因子与CXCR3相互作用,关于这些 CXCR3 配体,一方面可以区分与血小板相关的激动剂 CXCL4 和 CXCL4L1,另一方面可以区分与干扰素 (IFN)-γ 作为主要诱导剂的 CXCL9、CXCL10和CXCL11;CXCLI2/CXCR4轴激活RAS和MAPK通路,促进肿瘤细胞的增殖并通过正反馈环路增强CXCR4的表达;CXCL13与CXCR5之间的相互作用在B细胞成熟和分化中起着关键作用,有助于天然抗体的生成;CXCL16与CXCR6相互作用以激活PI3K-AktPKB通路,调节细胞激活、增殖、归巢和迁移;CXCL11和CXCL12与CXCR7通过GPCR信号通路发挥作用,调节细胞迁移和血管生成。

(数据来源 Jin X, et al. Front Biosci. 2025)
CXCL10分子
编码CXCL10的基因位于第4号染色体q21带,其翻译产生一个12 kDa的蛋白质,在不同内环境条件刺激酶切后,生成一个10 kDa的蛋白质并分泌,N端有4个保守的半胱氨酸残基。CXCL10的结构表现出典型的趋化因子折叠,包括一个由三股β折叠构成的β片层,上面覆盖着一个α螺旋,许多受体结合残基位于由二硫键稳定的相关环中,并且形成不同聚体构象复合物。

(数据来源 Mieke M, et al. Front Immunol. 2018)

(数据来源 G Jawahar S, et al. Structure. 2003)
CXCL10调控
当免疫细胞受到干扰素(IFN)-γ或肿瘤坏死因子-α(TNF-α)诱导刺激时,CXCL10可以由各种类型的细胞分泌(包括免疫细胞如 T 淋巴细胞、中性粒细胞、嗜酸性粒细胞和单核细胞),CXCL10/CXCR3轴在两个主要方向上发挥作用:
旁分泌信号用于免疫激活(主要用于迁移、分化和激活免疫细胞进行旁分泌信号传导。通过这个轴,免疫反应性通过招募CTLs、NK细胞和巨噬细胞,激活TLR和RNA解旋酶导致组织细胞和内皮细胞释放IFN-α/β,随后分泌趋化因子如CXCL10;CXCL10招募NK和CD4+ Th1细胞进入靶组织,以抗原特异性方式释放IFN-γ;招募CD8+ CTL产生的IFN-γ进一步刺激组织细胞产生更多的CXCL10。增加的趋化因子释放和炎症反应被放大,导致进一步招募表达CXCR3的Th1和CD8+ TIL细胞。)。

(数据来源 Xiaoming W, et al. Front Oncol. 2022)
自分泌信号用于癌细胞的增殖和转移(由于肿瘤来源CXCR3配体的活性,癌细胞易于转移,主要通过CXCR3A。肿瘤来源的趋化因子还负责Th细胞、Tregs和MDSCs的招募,这些细胞在创造对肿瘤友好的微环境方面发挥作用)。
CXCL10靶向治疗
CXCL10参与了身体对各种病毒(如流感、肝炎、HIV)和细菌感染的反应,同时CXCL10水平升高与慢性炎症、免疫功能障碍以及自身免疫性疾病(如系统性红斑狼疮和多发性硬化症)有关,在癌症中具有复杂的作用,影响肿瘤的发展、免疫细胞向肿瘤的浸润和转移,被认为是多种情况的重要生物标志物,使其成为针对调节疾病中免疫反应的潜在治疗策略的有吸引力的靶点 。

(数据来源 Noha M, et al. Viruses. 2022)
针对CXCR3/CXCL10信号轴的抗体药物开发主要为Eldelumab (BMS-936557,之前名为MDX-110067),是一种针对CXCL10的全人源单克隆抗体。已在一项IIa期多中心、双盲随机安慰剂对照试验中用于治疗中度至重度溃疡性结肠炎,但治疗组与安慰剂组在主要或次要终点上没有显著差异,目前已经停止该药物管线的开发推进。

(数据来源 Elisabetta B, et al. Biomedicines. 2023)
抑制CXCR3-CXCL10通路似乎安全,但未能证明其总体疗效,因此单独抑制CXCR3-CXCL10是不足以诱导临床反应,进一步根据临床特征,或更相关的免疫表型来定义患者,可能会使治疗针对更有可能获得治疗效果的患者亚群。
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