CXCL1蛋白的結(jié)構(gòu)及在炎癥與免疫調(diào)控中的作用

CXCL1即為趨化因子（CXC 基序）配體 1 (CXCL1) ，是一種屬于 CXC 趨化因子家族的一員，可作為多種免疫細(xì)胞的趨化劑，尤其是趨化中性粒細(xì)胞或其他非造血細(xì)胞到達(dá)損傷或感染部位，并在調(diào)節(jié)免疫和炎癥反應(yīng)中起重要作用。

CXCL1 的結(jié)構(gòu)
CXCL1 蛋白由 72 個(gè)氨基酸組成，具備 CXC 趨化因子家族典型的結(jié)構(gòu)特征。在其結(jié)構(gòu)中，兩個(gè)高度保守的半胱氨酸殘基尤為矚目，它們之間由一個(gè)氨基酸隔開，形成了標(biāo)志性的 CXC 基序。這個(gè)看似簡單的結(jié)構(gòu)特征，卻是 CXCL1 發(fā)揮生物學(xué)功能的關(guān)鍵基礎(chǔ)。不僅如此，CXCL1 的 C 末端區(qū)域也至關(guān)重要，該區(qū)域直接參與與受體 CXCR2 的結(jié)合過程，進(jìn)而影響其趨化活性，決定了 CXCL1 能否準(zhǔn)確無誤地引導(dǎo)免疫細(xì)胞向特定區(qū)域遷移。

CXCL1 的生物活性形式較為多樣，其中單體和二聚體較為常見。2024 年有研究指出，在小鼠體內(nèi)，CXCL1 的單體形式能夠與中性粒細(xì)胞表面的 CXCR2 特異性結(jié)合，進(jìn)而有效活化 CXCR2/ERK 信號通路，促進(jìn)中性粒細(xì)胞跨內(nèi)皮遷移，使其能夠迅速抵達(dá)炎癥部位發(fā)揮作用；而 CXCL1 的二聚體形式則傾向于與血管內(nèi)皮糖萼結(jié)構(gòu)結(jié)合，這種結(jié)合促進(jìn)了中性粒細(xì)胞在血管內(nèi)皮表面的滾動，雖然不直接促使其跨內(nèi)皮遷移，但為后續(xù)的免疫反應(yīng)奠定了基礎(chǔ)。這種不同聚合形式對應(yīng)不同功能的特性，進(jìn)一步彰顯了 CXCL1 結(jié)構(gòu)與功能之間的緊密聯(lián)系，也提示在研究和干預(yù) CXCL1 相關(guān)生理病理過程時(shí)，需充分考慮其不同聚合狀態(tài)的影響。

CXCL1 在炎癥反應(yīng)中的作用
在炎癥反應(yīng)的早期階段，當(dāng)機(jī)體遭受病原體入侵或受到物理、化學(xué)等因素?fù)p傷時(shí)，受損組織和免疫細(xì)胞會迅速作出反應(yīng)，分泌 CXCL1。CXCL1 就如同發(fā)出緊急召集令的 “指揮官”，憑借其強(qiáng)大的趨化作用，吸引中性粒細(xì)胞快速向炎癥部位聚集。中性粒細(xì)胞作為機(jī)體免疫系統(tǒng)的 “先頭部隊(duì)”，能夠高效地吞噬和殺滅病原體，并對壞死組織進(jìn)行清理，對于控制炎癥的進(jìn)一步發(fā)展和促進(jìn)組織修復(fù)具有不可替代的重要作用。

從信號傳導(dǎo)機(jī)制來看，CXCL1 與中性粒細(xì)胞表面的 CXCR2 受體結(jié)合后，會激活 G 蛋白偶聯(lián)受體信號通路。這一信號通路如同細(xì)胞內(nèi)的 “信號高速公路”，能夠快速將外界信號傳遞到細(xì)胞內(nèi)部，促使中性粒細(xì)胞發(fā)生一系列變化，包括形態(tài)改變、偽足形成以及細(xì)胞內(nèi)顆粒釋放等，最終實(shí)現(xiàn)中性粒細(xì)胞的遷移和激活，使其積極投入到炎癥防御戰(zhàn)斗中。更為關(guān)鍵的是，被激活的中性粒細(xì)胞會釋放多種酶和氧自由基等物質(zhì)，這些物質(zhì)一方面可以直接攻擊病原體，另一方面還能進(jìn)一步激活周圍細(xì)胞，誘導(dǎo)更多的 CXCL1 表達(dá)，從而形成一個(gè)正反饋的炎癥級聯(lián)反應(yīng)，放大炎癥信號，增強(qiáng)機(jī)體的免疫防御能力。

CXCL1 對免疫細(xì)胞功能的廣泛調(diào)節(jié)
巨噬細(xì)胞作為免疫系統(tǒng)中的 “多面手”，具有高度的可塑性，根據(jù)所處微環(huán)境的不同，可極化為具有不同功能的 M1 型（促炎型）和 M2 型（抗炎型）巨噬細(xì)胞。越來越多的研究表明，CXCL1 在巨噬細(xì)胞極化過程中發(fā)揮著重要的調(diào)節(jié)作用，如同調(diào)節(jié)免疫平衡天平的砝碼，影響著炎癥反應(yīng)的走向。

當(dāng)機(jī)體處于炎癥狀態(tài)時(shí)，CXCL1 可能通過與巨噬細(xì)胞表面的相關(guān)受體相互作用，影響巨噬細(xì)胞內(nèi)的信號傳導(dǎo)通路，促使巨噬細(xì)胞向 M1 型極化。極化后的 M1 型巨噬細(xì)胞會大量分泌促炎細(xì)胞因子，如腫瘤壞死因子 -α（TNF-α）、白細(xì)胞介素 - 6（IL-6）等，進(jìn)一步增強(qiáng)炎癥反應(yīng)，有助于清除病原體和受損組織。然而，在某些慢性炎癥或免疫失調(diào)的情況下，CXCL1 的持續(xù)作用可能導(dǎo)致巨噬細(xì)胞過度向 M1 型極化，使得炎癥反應(yīng)失控，對機(jī)體自身組織造成損傷。相反，在一些特定條件下，CXCL1 也可能參與調(diào)節(jié)巨噬細(xì)胞向 M2 型極化，M2 型巨噬細(xì)胞則主要分泌抗炎細(xì)胞因子，如白細(xì)胞介素 - 10（IL-10）等，發(fā)揮免疫抑制和促進(jìn)組織修復(fù)的作用。因此，深入研究 CXCL1 對巨噬細(xì)胞極化的調(diào)控機(jī)制，對于理解炎癥反應(yīng)的精細(xì)調(diào)節(jié)以及開發(fā)針對相關(guān)疾病的治療策略具有重要意義。

T 細(xì)胞作為適應(yīng)性免疫系統(tǒng)的核心細(xì)胞，在免疫反應(yīng)中發(fā)揮著關(guān)鍵的調(diào)節(jié)和效應(yīng)功能。CXCL1 對 T 細(xì)胞的趨化和活化也具有重要影響，在感染和自身免疫性疾病等病理過程中扮演著重要角色，如同左右免疫反應(yīng)方向的 “方向盤”。

在感染性疾病中，病原體感染機(jī)體后會引發(fā)局部炎癥反應(yīng)，導(dǎo)致 CXCL1 等趨化因子的分泌增加。CXCL1 能夠吸引 T 細(xì)胞向感染部位遷移，使 T 細(xì)胞能夠及時(shí)接觸到病原體抗原，啟動適應(yīng)性免疫反應(yīng)。同時(shí)，CXCL1 還可能通過調(diào)節(jié) T 細(xì)胞表面受體的表達(dá)和信號傳導(dǎo)，影響 T 細(xì)胞的活化、增殖和分化，增強(qiáng) T 細(xì)胞對病原體的殺傷能力，從而有效控制感染的擴(kuò)散。然而，在自身免疫性疾病中，CXCL1 的異常表達(dá)可能會誤導(dǎo) T 細(xì)胞的遷移和活化，使得 T 細(xì)胞錯(cuò)誤地攻擊機(jī)體自身的組織和器官，導(dǎo)致免疫損傷。例如，在類風(fēng)濕關(guān)節(jié)炎中，關(guān)節(jié)局部高表達(dá)的 CXCL1 可能會招募大量自身反應(yīng)性 T 細(xì)胞到關(guān)節(jié)部位，這些 T 細(xì)胞與其他免疫細(xì)胞相互作用，共同破壞關(guān)節(jié)組織，加劇疾病的進(jìn)展。

小結(jié)
CXCL1 蛋白憑借其獨(dú)特的結(jié)構(gòu)，在炎癥反應(yīng)、免疫調(diào)節(jié)、組織損傷修復(fù)以及細(xì)胞外基質(zhì)重塑等多個(gè)生理病理過程中發(fā)揮著廣泛而關(guān)鍵的作用。通過激活一系列下游信號通路，CXCL1 精確地調(diào)控著細(xì)胞的行為和功能，影響著組織和器官的狀態(tài)。對 CXCL1 的深入研究，不僅有助于我們更全面地理解機(jī)體的生理病理機(jī)制，也為開發(fā)針對炎癥性疾病、自身免疫性疾病、腫瘤以及組織纖維化等多種疾病的治療策略提供了新的靶點(diǎn)和思路。

產(chǎn)品信息


參考文獻(xiàn)
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