趋化因子的10种功能

虽然细胞迁移是目前研究最多的趋化因子功能，但趋化因子的生物活性绝不限于此，还可以诱导诸多其他生物过程（包括增殖、存活、分化、细胞因子产生、脱颗粒和呼吸爆发等）。

介导6种细胞运动

细胞运动是由趋化因子及其受体调节的主要生物过程，包括

1. Chemokinesis（趋化） ：是指细胞或微生物对于介质中的化学物质的浓度梯度产生趋向或远离响应的行为，是其为了适应环境变化而具有的一种特性。

2. Chemotaxis（趋化性） 细胞向化学物质浓度升高梯度趋向的行为

3. Chemorepulsion（排斥性趋化） ：向化学浓度低的地方迁移

4. Haptotaxis（驱触性） ：是一种细胞在粘附梯度上的运动。细胞外基质、整合素及参与黏附的趋化因子起着重要作用。

5. Transcellular migration（跨细胞迁移） ：在内皮细胞顶端和基底膜之间，形成一个跨细胞通道（允许白细胞通行），保持内皮细胞间连接的完整性。白细胞可以通过跨细胞迁移外渗到组织。

6. Collective migration（集体迁移） ：是指多个细胞黏附在一起成为细胞簇或细胞层进行协同性迁移，部分细胞作为领头细胞（leader cell），部分细胞作为随从细胞（follower cell）。

Nature Reviews Molecular Cell Biology 2016

器官和造血干细胞发育

只有趋化因子网络的CXCL12 / CXCR4 / ACKR3节点是生命所必需的。CXCL12是最原始的趋化因子，通过进化得到了强烈的保守。

7. 器官发育

CXCL12通过CXCR4起作用（并受ACKR3调节），对心脏、大脑、血管系统、造血系统、生殖细胞以及鱼类侧线的发育至关重要。小鼠Cxcl12或Cxcr4缺失导致子宫内多种发育异常和死亡，Ackr3缺乏也有类似的结果。

8.干细胞发育

CXCL12是支持BM中造血干细胞（HSC）的生态位的关键组成成分，阻断CXCR4功能可将HSC从BM中释放出来，临床上使用CXCR4拮抗剂AMD3100（普乐沙福）在自体干细胞移植前，动员HSC入外周血。

CXCR5 和 CCR7 调节淋巴组织诱导 （LTi） 细胞的归巢。在胚胎生命期间，这些细胞从血液中迁移到形成次级淋巴组织的部位，对淋巴结和派尔斑形成至关重要。CXCR5/CXCL13和CCR7/CCL21轴缺陷的小鼠，几乎所有淋巴结都缺乏派尔斑。

免疫耐受

趋化因子在人体多种组织存在组成性表达，参与稳态的维持，如中枢和外周免疫耐受等。

几种趋化因子受体，尤其是 CCR7 ，通过使细胞进入胸腺并在胸腺内导航，有助于T细胞发育。这有利于对中枢耐受，初始 T 细胞库的生成和自然调节性 T 细胞 （nTreg）形成。

9. 中枢耐受

胸腺细胞发育的过程与胸腺内定位密切相关。特别是，双阴性1-2发育阶段（DN1-2） 胸腺细胞从 CMJ （cortico-medullary junction）迁移到胸腺皮质层，需要 CCR7。因此，在CCR7- /-小鼠中观察到CMJ附近DN1-2胸腺细胞的积累。

SP胸腺细胞在髓质内的向内运动，以及可能成熟的SP胸腺细胞通过毛细血管后小静脉（PCV）排出，均需要CCR7。

DN1-2和SP胸腺细胞亚群中，大部分细胞表达CCR7。

10. 外周耐受

在稳态期间在没有炎症刺激的情况下，CCR7+半成熟耐受性DC向传入淋巴管的迁移，代表了不同组织（包括皮肤，肺和肠）外周耐受诱导的关键事件，此时也表达CCR7配体CCL21。

T淋巴细胞从皮肤和肺等非淋巴组织离开也需要CCR7。

众所周知，初始T淋巴细胞通过专门的HEV从血液循环归巢到淋巴结是CCR7依赖性的。重要的是，Treg细胞进入淋巴结也需要CCR7信号。

此外，CCR7控制着淋巴结皮质旁T细胞区域内T细胞的位置。B细胞响应激活上调CCR7表达，导致它们向B-T边界重新定位。

因此，趋化因子驱动的细胞迁移，在发育过程中有关键作用，并参与建立和维持免疫耐受。

参与抗感染、炎症、免疫病理等    

趋化因子以及一系列其他蛋白质、肽、脂质和微生物产物，可直接募集白细胞到感染或受损组织中。

早期通过趋化因子募集到受损或感染组织中的白细胞，可产生其他趋化因子，有助于下一波白细胞归巢。

趋化因子由许多患病组织产生，包括受自身免疫、过敏、阿尔茨海默病、慢性炎症性疾病、心血管疾病和癌症组织。

炎症趋化因子的丰度、分布和活性，由多种因素调控，如它们与组织内的 ECM、蛋白酶和其他蛋白质的相互作用，以及通过 cCKR 和 ACKR（特别是ACKR1 和 ACKR2） 清除。

参考资料 Marie-Dominique Filippi，Neutrophil transendothelial migration: updates and new perspectives，Blood. 2019;133(20):2149-2158 Roberto Mayor and Sandrine Etienne-Manneville，The front and rear of collective cell migration，Nature Reviews Molecular Cell Biology volume 17, pages97–109 (2016) Tim Worbs , Reinhold Förster，A key role for CCR7 in establishing central and peripheral tolerance，Trends Immunol. 2007 Jun;28(6):274-80 C. E. Hughes and R. J. B. Nibbs，A guide to chemokines and their receptors，The FEBS Journal 285 (2018) 2944–2971

来源：闲谈 Immunology 2023-05-08