CCR6：“專一性”趨化因子受體，炎癥性和消化系統(tǒng)腫瘤藥物研究的潛力靶標！
日期：2024-01-12 09:22:00
2024年1月3日，一篇最新綜述“Research progress on the role of tumor-associated macrophages in tumor development and their use as molecular targets”詳細闡述了腫瘤相關巨噬細胞（TAMs）在腫瘤進程中的重要性 [1]。其中，CCR6-CCL20軸對TAMs和Treg的招募和極化有著顯著影響。例如，在結腸癌中，TAMs分泌的CCL20招募CCR6+的Treg細胞，形成免疫抑制的微環(huán)境，促進腫瘤的發(fā)展。CCR6是一種G蛋白偶聯(lián)趨化因子受體，與CCL20緊密結合形成一對具有高度親和力和“專一性”的趨化因子受配體。大量研究表明，CCR6與多種炎癥性疾病相關，并且在多種消化系統(tǒng)腫瘤的發(fā)生與發(fā)展中發(fā)揮重要作用。CCR6作為一種獨特的趨化因子受體，有望為未來的靶向藥物研發(fā)提供新的策略。今天，讓我們深入了解這個“專一性”趨化因子受體CCR6！
1. 什么是趨化因子家族？
趨化因子家族是一組具有多種生物學功能的小分子活性蛋白，能夠被多種細胞分泌，其主要功能是引導細胞移動。人體內(nèi)已發(fā)現(xiàn)50余種趨化因子，分為四個亞型：C（XCL1-XCL2）、CC（CCL1-CCL28）、CXC（CXCL1-CXCL17）和CX3C（CX3C1）。這些趨化因子通過特定的受體（G蛋白偶聯(lián)七次跨膜受體）與細胞表面結合，引導細胞遷移到生物體內(nèi)特定的位置。趨化因子受體分為四個亞家族：CXC類受體（CXCR1-CXCR7）、CC類受體（CCR1-CCR10）、XC類受體（XCR1）和CX3C類受體(CX3CR1)。趨化因子和受體往往是一對多或多對一結合關系，即一個趨化因子可以與多個受體結合，一個受體也可以與多個趨化因子結合。然而，人體內(nèi)存在6種匹配唯一的趨化因子和趨化因子受體，分別為CCL20-CCR6，CCL25-CCR9，CXCL16-CXCR6，CX3CL1-CX3CR1和CXCL12-CXCR4，CXCL13-CXCR5 [1-5]。
2. 什么是CCR6？
2.1 CCR6的結構
CC基序趨化因子受體6（CC motif chemokine receptor 6，CCR6）是一種跨膜G蛋白偶聯(lián)受體。人類CCR6基因位于染色體6q27，而許多CCR基因位于染色體3p。CCR6具有G蛋白偶聯(lián)趨化因子受體所具有的氨基酸殘基和序列基序特征，其中包括酸性N末端區(qū)域中潛在的兩個N連接糖基化位點，以及其它兩個分別位于細胞外第一和第三個環(huán)上的糖基化位點。此外，CCR6的一級結構包括四個高度保守的半胱氨酸殘基（兩個形成二硫橋，另外兩個未形成二硫鍵）。由于趨化因子受體結構的復雜性，CCR6趨化因子受體的三維空間結構尚未確定，目前僅趨化因子受體CXCR1和CXCR4的高級結構被鑒定。因此，對于趨化因子受體CCR6的結構還有待進一步的探究和認識（圖1）[6-9]。
2.2 CCR6的表達和功能
CCR6在淋巴和非淋巴組織中均有表達，其中在脾、淋巴結、闌尾、胰腺中尤為顯著，而在胸腺、結腸、小腸、胎兒肝臟和睪丸中較少。此外，CCR6還表達于各種白細胞亞群，包括未成熟樹突狀細胞（iDC）B細胞、T細胞（促炎Th17細胞，調(diào)節(jié)性Treg細胞）、NK細胞和中性粒細胞。大量研究揭示，CCR6異常表達與多種疾病相關，包括炎癥性腸病、牛皮癬、類風濕關節(jié)炎和多發(fā)性硬化癥，且表達情況與疾病嚴重程度之間存在很強的相關性。此外，與其它的趨化因受體不同的是，它只與唯一的配體CCL20相結合，構成了CCR6/CCL20。近期的研究發(fā)現(xiàn)CCR6/CCL20在多種人類腫瘤細胞中高表達，并且與腫瘤的侵襲轉移密切相關 [6-9]。
圖1. CCR6拓撲結構圖 [9]
3. 什么是CCR6的配體？
CC基序趨化因子配體20（CCL20）是已知唯一能與CCR6結合并促使CCR6細胞遷移的配體，具備高親和力和專一性。CCL20又稱巨噬細胞炎癥蛋白3a（MIP-3a）或肝臟活化調(diào)節(jié)因子（LARC），主要由上皮細胞產(chǎn)生，其表達水平在炎癥條件下顯著增加。CCL20可以受多種細胞因子調(diào)控，研究表明IL-1a、IL-1β、IL-17、IL-21、TNF-a、IFN-y等可以誘導CCL20的表達，而IL-10可以下調(diào)CCL20的表達。雖然CCL20仍然是CCR6已知的唯一趨化因子配體，然而有研究正在探索其新配體，如人類B-防御素1（HBD-1）和2（HBD-2） [10-12]。
趨化因子通過與趨化因子受體相互結合發(fā)揮作用，從而實現(xiàn)各類細胞在系統(tǒng)和組織器官之間的遷移，維護機體的穩(wěn)態(tài)。研究表明，CCL20的N末端是CCR6激活的關鍵觸發(fā)位點。CCL20的N末端通過氫鍵和鹽橋與CCR6的ECL2和R421.28側鏈相互作用，從而直接將CCL20的N端與CCR6的7次跨膜區(qū)結合，這對CCR6的激活至關重要。CCR6/CCL20結合時，其激活的信號非常復雜，目前普遍的解釋是Ca2+、P13K/Akt等第二信使被激活，從而激活下游蛋白激酶，引起級聯(lián)反應，從而促進表達相應趨化因子的細胞發(fā)生轉移 [13-14]。
4. CCR6相關的信號調(diào)控機制
4.1 CCR6促腫瘤微環(huán)境T細胞遷移機制
通過建立小鼠結腸癌皮下移植瘤模型的研究發(fā)現(xiàn)，在腫瘤組織中有大量表達趨化因子受體CCR6的調(diào)節(jié)性T細胞浸潤。體內(nèi)外實驗表明，小鼠CMT93結腸癌細胞和腫瘤相關巨細胞都分泌CCR6唯一的配體CCL20。在皮下移植瘤的腫瘤微環(huán)境中注射重組CCL20能招募大量調(diào)節(jié)性T細胞，并顯著促進腫瘤的發(fā)展。最后，使用CD11b-DTR全身選擇性敲除巨噬細胞的小鼠模型顯示，皮下移植瘤后腫瘤微環(huán)境中趨化因子CCL20分泌減少，阻止了調(diào)節(jié)性T細胞在腫瘤微環(huán)境的遷移。總之，小鼠結腸癌模型中，腫瘤相關巨噬細胞通過分泌趨化因子CCL20招募CCR6表達的調(diào)節(jié)性T細胞，并促進腫瘤的生長。這一發(fā)現(xiàn)為未來腫瘤免疫療法提供了潛在的治療靶點 [15]。
4.2 CCR6促腫瘤血管形成機制
研究人員利用慢病毒轉染技術構建了CCR6敲低和過表達的結腸直腸癌細胞系，相關實驗揭示CCR6敲低抑制了血管生成，而CCR6過表達增強了腫瘤血管生成能力。加入重組人CCL20（rhCCL20）增強了對血管生成的促進作用，該效果可被針對hCCL20和CCR6的抗體阻斷，表明CCR6促進血管生成依賴于CCL20的分泌。進一步的分子機制研究表明，VEGF-A，angiopoietin-l，angiopoietin-2和MMP9表達上調(diào)，其中VEGF-A表達上調(diào)最為顯著，提示VEGF-A可能是介導CCR6促進腫瘤血管生成的關鍵分子。采用ERK和PI3K通路的抑制劑（LY294002）處理腫瘤細胞后，VEGFA表達下調(diào)，暗示PI3K/AKT通路參與了CCR6介導的血管生成（圖2）[16]。
圖2. CCR6促腫瘤血管形成機制 [16]
5. CCR6與疾病相關研究
近年來，國內(nèi)外對CCR6的功能及其在生物體內(nèi)的作用進行了廣泛研究。研究集中在趨化因子受體CCR6以及其配體CCL20（CCR6/CCL20）的相互作用上。這種相互作用在控制炎性疾病、自身免疫性疾病以及腫瘤（尤其是消化系統(tǒng)腫瘤）等疾病過程中扮演著關鍵角色。這為研究者更好地理解和干預與疾病相關的腫瘤、免疫和炎癥過程提供了重要線索。
5.1 CCR6/CCL20和炎癥性疾病研究
CCR6/CCL20在炎癥性疾病中扮演著關鍵角色，參與組織破壞并影響疾病嚴重程度 [9]。在腸道炎癥疾病中，CCR6信號可調(diào)節(jié)巨噬細胞和樹突狀細胞，影響組織損傷和炎癥反應。CCR6缺失可能有助于對抗腹膜炎，減輕細菌感染引起的炎性反應 [9]。此外，CCR6/CCL20信號也在慢性氣道炎癥中扮演關鍵作用，影響免疫細胞在炎癥部位的聚集 [17]。另外，有研究指出CCR6/CCL20在動脈粥樣硬化中具有重要影響，特別是在單核細胞的趨化方面 [18]。CCR6-/-小鼠的實驗顯示了輕微的動脈粥樣硬化受損，暗示CCR6和CCL20或許參與了血管壁的自我調(diào)節(jié)循環(huán) [18]。除了單核細胞外，其它CCR6+白細胞亞群可能也在動脈粥樣硬化的進展中扮演重要角色，其確切作用尚需進一步研究探討 [19]。
5.2 CCR6/CCL20和自身免疫疾病研究
研究表明，CCR6-/-小鼠在皮膚接觸性超敏反應方面表現(xiàn)更為嚴重，而在退發(fā)型超敏反應、急性移植物抗宿主疾病和氣道變應性炎癥方面表現(xiàn)減輕。此外，在系統(tǒng)性硬化病、HIV、銀屑病皮炎等疾病中發(fā)現(xiàn)了CCR6的相關性。實驗中觀察到CCR6和CCL20在病變組織中上調(diào)，并與免疫細胞的聚集相關。另一方面，在自身免疫性肝炎和氣道變應性炎癥模型中，CCR6/CCL20信號可能影響T細胞的遷移和活化。總體而言，CCR6/CCL20通過調(diào)節(jié)免疫細胞在病變部位的聚集，參與調(diào)節(jié)免疫應答。盡管如此，其具體作用機制仍未完全闡明 [10, 20-21]。
5.3 CCR6/CCL20和腫瘤研究
CCR6/CCL20的表達已在多種癌癥中被發(fā)現(xiàn)，主要與結腸癌、胃癌、胰腺癌、肝癌和食管癌等消化系統(tǒng)癌癥有關 [22-31]。這些研究主要聚焦于CCR6/CCL20相互作用在促進腫瘤細胞遷移、增殖以及影響腫瘤免疫逃逸等方面。例如，有研究發(fā)現(xiàn)在原發(fā)性腫瘤標本中，CCR6在遠處轉移組中顯著升高，暗示著可能存在遠處異時性轉移，然而在肝肺器官的特異性轉移中并未發(fā)現(xiàn)明顯差異 [27]。其它研究表明CCR6/CCL20信號可能通過促進Th9細胞遷移進而增加腫瘤細胞的擴散，而抗CCL20的抑制作用能夠減少Th9細胞的趨化能力 [25]。除此之外，CCR6/CCL20相互作用還涉及腫瘤免疫逃逸，其中一些實驗研究發(fā)現(xiàn)在腫瘤患者中特定類型的Th17細胞增加，這些細胞可能與TGF-β的調(diào)控有關 [31]。目前CCR6/CCL20在消化系腫瘤的研究還比較淺顯，進一步探討其在消化系統(tǒng)腫瘤的發(fā)生、發(fā)展的作用機理，將為相關藥物研究帶來新策略。
6. CCR6的臨床藥物研究前景
目前已有兩種與CCR6相關的藥物，分別是PF-07054894和HG-1112。來自Pfizer Inc.的PF-07054894是一種CCR6拮抗劑，可通過阻斷CCR6與其配體的結合，抑制CCR6介導的炎癥反應，目前正在潰瘍性結腸炎的臨床前期試驗中。另一種藥物HG-1112是一種CCR6和TRPV1的雙重調(diào)節(jié)劑，具有抗炎和鎮(zhèn)痛作用，但其在研適應癥尚未公開。PF-07054894和HG-1112均為小分子化藥物，具有較好的生物利用度和組織滲透性。現(xiàn)在已開發(fā)出很多趨化因子受體的小分子抑制劑并應用在臨床I到II期的研究中，最為著名的就是CXCR4的小分子化合物針對艾滋病的研究，最近這種小分子抑制劑也在腫瘤轉移的臨床研究中進行開發(fā)。期待CCR6也像CXCR4一樣開發(fā)出特異性很強的小分子化合物，為炎癥性、消化系統(tǒng)疾病、自身免疫性疾病、腫瘤領域帶來新的研究方向。
為鼎力協(xié)助各藥企針對CCR6在炎癥性、消化系統(tǒng)疾病、自身免疫性疾病、腫瘤等疾病在臨床中的研究，華美CUSABIO推出CCR6活性蛋白（CSB-MP004845HU）和抗體（CSB-RA004845MA1HU）產(chǎn)品，助力您在CCR6機制方面的研究或其潛在臨床價值的探索。
華美 CUSABIO CCR6 蛋白
Recombinant Human C-C chemokine receptor type 6(CCR6)-VLPs (Active) Code: CSB-MP004845HU
CSB-MP004845HU is detected by Mouse anti-6*His monoclonal antibody. The two bands respectively correspond to monomer, Homodimer.
Immobilized Human CCR6 at 10μg/mL can bind Anti-CCR6 recombinant antibody (CSB-RA004845MA1HU). The EC50 is 44.79-56.10 ng/mL.VLPs (CSB-MP3838) is negative control.
華美 CUSABIO CCR6 抗體
CCR6 Recombinant Monoclonal Antibody (ELISA) (CSB-RA004845MA1HU)
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