CXCL1蛋白的結構及在炎癥與免疫調控中的作用

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，可作為多種免疫細胞的趨化劑，尤其是趨化中性粒細胞或其他非造血細胞到達損傷或感染部位，并在調節免疫和炎癥反應中起重要作用。

CXCL1 的結構
CXCL1 蛋白由 72 個氨基酸組成，具備 CXC 趨化因子家族典型的結構特征。在其結構中，兩個高度保守的半胱氨酸殘基尤為矚目，它們之間由一個氨基酸隔開，形成了標志性的 CXC 基序。這個看似簡單的結構特征，卻是 CXCL1 發揮生物學功能的關鍵基礎。不僅如此，CXCL1 的 C 末端區域也至關重要，該區域直接參與與受體 CXCR2 的結合過程，進而影響其趨化活性，決定了 CXCL1 能否準確無誤地引導免疫細胞向特定區域遷移。

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，CXCL1 的單體形式能夠與中性粒細胞表面的 CXCR2 特異性結合，進而有效活化 CXCR2/ERK 信號通路，促進中性粒細胞跨內皮遷移，使其能夠迅速抵達炎癥部位發揮作用；而 CXCL1 的二聚體形式則傾向于與血管內皮糖萼結構結合，這種結合促進了中性粒細胞在血管內皮表面的滾動，雖然不直接促使其跨內皮遷移，但為后續的免疫反應奠定了基礎。這種不同聚合形式對應不同功能的特性，進一步彰顯了 CXCL1 結構與功能之間的緊密聯系，也提示在研究和干預 CXCL1 相關生理病理過程時，需充分考慮其不同聚合狀態的影響。

CXCL1 在炎癥反應中的作用
在炎癥反應的早期階段，當機體遭受病原體入侵或受到物理、化學等因素損傷時，受損組織和免疫細胞會迅速作出反應，分泌 CXCL1。CXCL1 就如同發出緊急召集令的 “指揮官”，憑借其強大的趨化作用，吸引中性粒細胞快速向炎癥部位聚集。中性粒細胞作為機體免疫系統的 “先頭部隊”，能夠高效地吞噬和殺滅病原體，并對壞死組織進行清理，對于控制炎癥的進一步發展和促進組織修復具有不可替代的重要作用。

從信號傳導機制來看，CXCL1 與中性粒細胞表面的 CXCR2 受體結合后，會激活 G 蛋白偶聯受體信號通路。這一信號通路如同細胞內的 “信號高速公路”，能夠快速將外界信號傳遞到細胞內部，促使中性粒細胞發生一系列變化，包括形態改變、偽足形成以及細胞內顆粒釋放等，最終實現中性粒細胞的遷移和激活，使其積極投入到炎癥防御戰斗中。更為關鍵的是，被激活的中性粒細胞會釋放多種酶和氧自由基等物質，這些物質一方面可以直接攻擊病原體，另一方面還能進一步激活周圍細胞，誘導更多的 CXCL1 表達，從而形成一個正反饋的炎癥級聯反應，放大炎癥信號，增強機體的免疫防御能力。

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

當機體處于炎癥狀態時，CXCL1 可能通過與巨噬細胞表面的相關受體相互作用，影響巨噬細胞內的信號傳導通路，促使巨噬細胞向 M1 型極化。極化后的 M1 型巨噬細胞會大量分泌促炎細胞因子，如腫瘤壞死因子 -α（TNF-α）、白細胞介素 - 6（IL-6）等，進一步增強炎癥反應，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的情況下，CXCL1 的持續作用可能導致巨噬細胞過度向 M1 型極化，使得炎癥反應失控，對機體自身組織造成損傷。相反，在一些特定條件下，CXCL1 也可能參與調節巨噬細胞向 M2 型極化，M2 型巨噬細胞則主要分泌抗炎細胞因子，如白細胞介素 - 10（IL-10）等，發揮免疫抑制和促進組織修復的作用。因此，深入研究 CXCL1 對巨噬細胞極化的調控機制，對于理解炎癥反應的精細調節以及開發針對相關疾病的治療策略具有重要意義。

T 細胞作為適應性免疫系統的核心細胞，在免疫反應中發揮著關鍵的調節和效應功能。CXCL1 對 T 細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，如同左右免疫反應方向的 “方向盤”。

在感染性疾病中，病原體感染機體后會引發局部炎癥反應，導致 CXCL1 等趨化因子的分泌增加。CXCL1 能夠吸引 T 細胞向感染部位遷移，使 T 細胞能夠及時接觸到病原體抗原，啟動適應性免疫反應。同時，CXCL1 還可能通過調節 T 細胞表面受體的表達和信號傳導，影響 T 細胞的活化、增殖和分化，增強 T 細胞對病原體的殺傷能力，從而有效控制感染的擴散。然而，在自身免疫性疾病中，CXCL1 的異常表達可能會誤導 T 細胞的遷移和活化，使得 T 細胞錯誤地攻擊機體自身的組織和器官，導致免疫損傷。例如，在類風濕關節炎中，關節局部高表達的 CXCL1 可能會招募大量自身反應性 T 細胞到關節部位，這些 T 細胞與其他免疫細胞相互作用，共同破壞關節組織，加劇疾病的進展。

小結
CXCL1 蛋白憑借其獨特的結構，在炎癥反應、免疫調節、組織損傷修復以及細胞外基質重塑等多個生理病理過程中發揮著廣泛而關鍵的作用。通過激活一系列下游信號通路，CXCL1 精確地調控著細胞的行為和功能，影響著組織和器官的狀態。對 CXCL1 的深入研究，不僅有助于我們更全面地理解機體的生理病理機制，也為開發針對炎癥性疾病、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和思路。

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參考文獻
[1]Devalaraja, R. M., Nanney, L. B., Du, J., Qian, Q., Yu, Y., Devalaraja, M. N., Richmond, A. (2000) Delayed wound healing in CXCR2 knockout mice J. Investig. Dermatol. 115,234-244
[2]Vries MH, Wagenaar A, Verbruggen SE, Molin DG, Dijkgraaf I, Hackeng TH, Post MJ (April 2015). "CXCL1 promotes arteriogenesis through enhanced monocyte recruitment into the peri-collateral space".Angiogenesis.18(2): 163–71.
[3]Chen, X., Jin, R., Chen, R., & Huang, Z. (2018). Complementary action of CXCL1 and CXCL8 in pathogenesis of gastric carcinoma.International journal of clinical and experimental pathology,11(2), 1036.

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