本期小備將系統(tǒng)介紹一類關(guān)鍵細(xì)胞因子 —— 趨化因子超家族及其受體，全面解析其分子特征、分類、信號(hào)機(jī)制與生物學(xué)功能。

  

趨化因子（Chemokines）為一類結(jié)構(gòu)高度保守的小分子分泌型蛋白，分子量約 8–10 kDa。作為細(xì)胞遷移的關(guān)鍵調(diào)控分子，其通過(guò)與七次跨膜 G 蛋白偶聯(lián)受體（GPCRs）特異性結(jié)合，在機(jī)體穩(wěn)態(tài)維持與炎癥應(yīng)答過(guò)程中精準(zhǔn)介導(dǎo)細(xì)胞定向遷移。

 

趨化因子超家族成員數(shù)量龐大，在人、小鼠及大鼠等物種中已發(fā)現(xiàn)約 50 個(gè)成員，為細(xì)胞因子家族中規(guī)模最大的亞群。其分子結(jié)構(gòu)均包含 4 個(gè)保守半胱氨酸殘基，并形成 1–2 對(duì)分子內(nèi)二硫鍵。依據(jù) N 端保守半胱氨酸的數(shù)目與排列方式，可將趨化因子分為 C、CC、CXC 及 CX3C 四個(gè)主要亞家族。

 

   

趨化因子的生物學(xué)功能依賴其受體介導(dǎo)的信號(hào)傳導(dǎo)。趨化因子受體主要表達(dá)于白細(xì)胞表面，按配體結(jié)合特異性分為 XCR、CCR、CXCR、CX3CR 四類，并可進(jìn)一步分為典型趨化因子受體（cCKR）與非典型趨化因子受體（ACKR）。典型受體與配體結(jié)合后，通過(guò)偶聯(lián) G 蛋白啟動(dòng)胞內(nèi)信號(hào)，誘導(dǎo)鈣離子濃度變化，進(jìn)而調(diào)控細(xì)胞遷移等生物學(xué)效應(yīng)；非典型受體結(jié)合配體后不啟動(dòng)經(jīng)典信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)，但在趨化因子網(wǎng)絡(luò)穩(wěn)態(tài)調(diào)控中發(fā)揮重要作用。此外，趨化因子與其受體并非嚴(yán)格一對(duì)一結(jié)合，而是存在廣泛的交叉應(yīng)答，即單一趨化因子可結(jié)合多個(gè)受體，單一受體亦可識(shí)別多種高親和力趨化因子。

 

 

趨化因子及其受體在機(jī)體發(fā)育、內(nèi)環(huán)境穩(wěn)態(tài)維持及炎癥反應(yīng)中對(duì)細(xì)胞遷移具有核心調(diào)控作用，并在多種病理狀態(tài)下參與宿主應(yīng)答調(diào)控，已成為疾病靶向治療的重要研究靶點(diǎn)。

 

根據(jù)功能特性與表達(dá)模式，趨化因子可分為炎癥趨化因子、穩(wěn)態(tài)趨化因子及雙重功能趨化因子三類。

   

炎癥趨化因子為炎癥刺激誘導(dǎo)表達(dá)型趨化因子，在感染清除與宿主防御中發(fā)揮核心作用：
（1）白細(xì)胞募集與遷移：在感染或組織損傷時(shí)，炎癥趨化因子可誘導(dǎo)免疫效應(yīng)細(xì)胞向病灶部位定向募集，并調(diào)控免疫細(xì)胞由外周組織向淋巴器官遷移，保障免疫應(yīng)答有序啟動(dòng)與推進(jìn)。
（2）宿主防御調(diào)控：促進(jìn)先天免疫細(xì)胞向感染部位聚集，形成防御屏障以抑制病原體擴(kuò)散；同時(shí)參與調(diào)控適應(yīng)性免疫應(yīng)答，包括免疫激活、免疫記憶形成，以及效應(yīng)細(xì)胞功能與外周組織存活調(diào)控。

  

 
代表性炎癥趨化因子包括：CCL2–5、CCL7、CCL8、CCL11–17、CCL19、CCL21、CCL22、CCL24、CCL26、CXCL1–3、CXCL5–11 等。

 

穩(wěn)態(tài)趨化因子呈組成型表達(dá)，在器官發(fā)育、免疫監(jiān)視及組織再生等生理過(guò)程中不可或缺：

（1）器官發(fā)育調(diào)控：介導(dǎo)干細(xì)胞向發(fā)育器官定向遷移，參與血管生成、干細(xì)胞微環(huán)境維持、細(xì)胞增殖及淋巴細(xì)胞成熟，保障器官正常發(fā)育。
（2）免疫監(jiān)視功能：在外周組織中調(diào)控免疫細(xì)胞穩(wěn)態(tài)，維持免疫耐受，避免免疫系統(tǒng)過(guò)度活化導(dǎo)致自身組織損傷。
（3）組織修復(fù)與再生：在組織損傷后，引導(dǎo)干細(xì)胞與祖細(xì)胞向損傷部位募集，促進(jìn)血管生成及上皮、內(nèi)皮、間充質(zhì)組織修復(fù)，加速組織再生。

 
代表性穩(wěn)態(tài)趨化因子包括：CCL1、CCL4、CCL20、CCL25、CCL27、CCL28、CXCL11、CXCL12、CXCL13、CXCL16、XCL1、XCL2、CX3CL1 等。

 

雙重功能趨化因子在特定微環(huán)境（如腫瘤微環(huán)境）中，可同時(shí)呈現(xiàn)誘導(dǎo)表達(dá)與組成型表達(dá)特征。其功能具有環(huán)境依賴性，可在不同生理及病理?xiàng)l件下分別行使炎癥相關(guān)或穩(wěn)態(tài)相關(guān)調(diào)控作用，展現(xiàn)出多樣化的生物學(xué)活性。