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{{Infobox Protein
| Name =
| Bild = CXCL12 1A15.png
| Bild_legende = Bändermodell des CXCL12A Dimer nach {{PDB|1A15}}
| PDB = {{PDB2|1a15}}, {{PDB2|1qg7}}, {{PDB2|1sdf}}, {{PDB2|1vmc}}, {{PDB2|2j7z}}, {{PDB2|2nwg}}, {{PDB2|2sdf}}
| Groesse = 72 [[Aminosäuren|AS]]; 8,5 [[Dalton (Einheit)|kDa]]
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| Struktur =
| Isoformen = alpha, beta
| HGNCid = 10672
| Symbol = CXCL12
| AltSymbols = PBSF, SCYB12, SDF-1a, SDF-1b, SDF1, SDF1A, SDF1B, TLSF-a, TLSF-b, TPAR1
| OMIM = 600835
| UniProt = P48061
| MGIid = 103556
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| CASergänzend =
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| Peptidase_fam =
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| Homolog_fam = Small inducible cytokine
| Taxon = [[Wirbeltiere]]
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| Orthologe = {{ Protein Orthologe
| Spezies1 = Mensch
| Spezies2 = Hausmaus
| S1_EntrezGene =6387
| S1_Ensembl =ENSG00000107562
| S1_RefseqmRNA =NM_000609
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}}
}}

'''CXCL12''' (kurz für ''CXC-Motiv-Chemokin 12'', auch ''stromal cell-derived factor 1 (SDF-1)'' oder ''pre-B cell growth-stimulating factor (PBSF)'') ist ein körpereigener [[Botenstoff]] aus der Gruppe der CXC-Motiv-[[Chemokin]]e. Als [[Chemotaxis|chemotaktisch]] wirkendes, das heißt die Zellbewegung steuerndes, [[Zytokin]] spielt dieses [[Protein]] eine Schlüsselrolle bei der Mobilisierung und zielgerichteten Wanderung von [[Stammzelle]]n in ihre Speicher- (z. B. fötale [[Leber]], [[Knochenmark]]) oder ihre Verwendungsorte bei der Bildung von Organen ([[Organogenese]]) sowie der Organ- und [[Wundheilung]]. CXCL12 ist ebenfalls am Wachstum und an der [[Metastase|metastatischen]] Streuung von [[Tumor]]en sowie an [[Entzündung]]sprozessen beteiligt. Seine Effekte vermittelt dieses Chemokin durch Bindung an zwei verschiedene [[Chemokinrezeptor]]en, [[CXCR4]] und [[CXCR7]].<ref>Burns et al. A novel chemokine receptor for SDF-1 and I-TAC involved in cell survival, cell adhesion, and tumor development. [[J Exp Med]]. 203: 2201–2213, 2006.</ref>

== Vorkommen ==
CXCL12 wird in hoher Konzentration im Knochenmark produziert und dient hier der Rekrutierung und Verankerung von [[hämatopoetische Stammzelle|hämatopoetischen Stammzellen]]. Darüber hinaus wird CXCL12 von weiteren Organen aus freigesetzt, insbesondere der [[Lunge]], der [[Milz]] und der [[Leber]]. Eine verstärkte Expression von CXCL12 kann in verschiedenen Tumorarten nachgewiesen werden.

== Biochemie ==
=== Struktur ===
CXCL12 ist ein [[Protein]] mit einer [[Molare Masse|molaren Masse]] von etwa 8 [[Dalton (Einheit)|kDa]], das durch ein [[Gen]] auf dem [[Chromosom]] 10 [[Genlocus]] q11 codiert wird. Die Aminosäuresequenz dieses basischen Proteins ist innerhalb der [[Säugetier]]e weitgehend konserviert, was die 99%ige Homologie zwischen CXCL12 des Menschen und der Maus zeigt. Es sind verschiedene, durch [[alternatives Spleißen]] gebildete, Isoformen von CXCL12 bekannt, wobei insbesondere SDF-1α und SDF-1β von physiologischer Bedeutung sind. Wie alle CXC-Chemokine ist CXCL12 durch zwei [[Cystein]]paare gekennzeichnet, wobei die jeweils ersten N-terminalen Cysteine die durch eine [[Aminosäure]] voneinander getrennt sind.

=== Rezeptoraktivierung ===
CXCL12 vermittelt seine Effekte über eine Bindung und Aktivierung der an der Zelloberfläche exprimierten Chemokinrezeptoren CXCR4 oder CXCR7. Diese Rezeptoren gehören zur Familie der [[G-Protein-gekoppelter Rezeptor|G-Protein-gekoppelten Rezeptoren]]. Die Bindung und Aktivierung von CXCL12 an CXCR4 wird als zweistufiger Prozess angenommen. In einem ersten Schritt bindet CXCL12 an den extrazellulären N-Terminus des Rezeptors. Daraufhin kann das N-terminale Ende des Chemokins in die Bindungstasche von CXCR4, welche innerhalb der [[Transmembrandomäne]]n des Rezeptors liegt, eintauchen und ihn aktivieren.<ref name="pmid11470148">{{cite journal |author=Gupta SK, Pillarisetti K, Thomas RA, Aiyar N |year=2001 |month=August |title=Pharmacological evidence for complex and multiple site interaction of CXCR4 with SDF-1alpha: implications for development of selective CXCR4 antagonists |journal=[[Immunology letters]] |volume=78 |issue=1 |pages=29–34 |doi=10.1016/S0165-2478(01)00228-0 |pmid=11470148 |language=en}}</ref><ref name="pmid9384579">{{cite journal |author=Crump MP, Gong JH, Loetscher P, ''et al.'' |year=1997 |month=December |title=Solution structure and basis for functional activity of stromal cell-derived factor-1; dissociation of CXCR4 activation from binding and inhibition of HIV-1 |journal=[[The EMBO journal]] |volume=16 |issue=23 |pages=6996–7007 |doi=10.1093/emboj/16.23.6996 |pmid=9384579 |pmc=1170303 |language=en}}</ref> Die Aktivierung von CXCR7 hingegen gilt als weniger gut untersucht.

== Funktion ==
=== Stammzellmobilisierung ===
Die Hauptfunktion von CXCL12 ist die Steuerung der Wanderung von Stammzellen, die den CXCL12-Rezeptor CXCR4 exprimieren. Damit verbunden spielt CXCL12 eine entscheidende Rolle bei der Verankerung von Stammzellen an ihren Speicherorten und bei der Organogenese. [[Knockout-Maus|Knockout-Mäuse]], denen CXCL12 oder sein Rezeptor CXCR4 fehlt, sind auf Grund schwerer Organschäden nicht lebensfähig.<ref>Ma Q. et al. Impaired B-lymphopoiesis, myelopoiesis, and derailed cerebellar neuron migration in CXCR4- and SDF-1-deficient mice. [[Proc. Natl. Acad. Sci.]] 95: 9448–9453, 1998.</ref><ref>Nagasawa T. et al. Defects of B-cell lymphopoiesis and bone-marrow myelopoiesis in mice lacking the CXC chemokine PBSF/SDF-1. [[Nature]] 382: 635–637, 1996.</ref><ref>Zou Y.R. et al. Function of the chemokine receptor CXCR4 in haematopoiesis and in cerebellar development. Nature 393: 595–599, 1998.</ref> Nach der Geburt spielt CXCL12 eine wichtige Rolle bei der [[Angiogenese]], bei der Wundheilung und bei der Reparatur von Organen.

=== Entzündungen ===
Eine vermehrte Synthese von CXCL12 in entzündeten Geweben und eine chemotaktische Wirkung auf CXCR4-exprimierende [[Lymphozyt]]en wird mit einer Rolle bei entzündlichen Erkrankungen in Verbindung gebracht. Außerdem vermittelt CXCL12 über CXCR4-vermittelt die Aufteilung von Keimzentren in helle und dunkle Zone.<ref>{{Literatur |Autor=Christopher D C Allen, K Mark Ansel, Caroline Low, Robin Lesley, Hirokazu Tamamura |Titel=Germinal center dark and light zone organization is mediated by CXCR4 and CXCR5 |Sammelwerk=Nature Immunology |Band=5 |Nummer=9 |Datum=2004-09 |Seiten=943–952 |ISSN=1529-2908 |DOI=10.1038/ni1100 |Online=[https://www.nature.com/articles/ni1100 Online] |Abruf=2021-05-19 |Sprache=en}}</ref> Dadurch trägt dieses Zytokin entscheidend zur Bildung hoch-affiner Antikörper und Plasmazellen bei.

=== Krebs ===
Da die große Mehrheit aller Tumoren die CXCL12-Rezeptoren CXCR4 oder CXCR7 exprimieren, zeigt CXCL12 eine chemotaktische Wirkung auf die meisten Tumorzellen. Diese chemotaktische Wirkung ist eine der Hauptursachen für die Bildung von [[Metastase]]n, die insbesondere Orte mit hoher CXCL12-Produktionsrate betreffen, speziell Knochenmark, Lunge und Leber. Darüber hinaus unterstützt CXCL12 über eine Förderung der Angiogenese das Tumorwachstum.

=== HIV ===
Zusätzlich zur chemotaktischen Wirkung von CXCL12 auf Stammzellen, Tumorzellen und Entzündungszellen konnte für CXCL12 eine hemmende Wirkung auf [[HIV|HI]]-Viren nachgewiesen werden. Diese wird auf eine CXCL12-induzierte Internalisierung des Rezeptors CXCR4, ein Co-Rezeptor für die Aufnahme von HIV-1 in die Wirtszelle, zurückgeführt.<ref>Bleul C.C. et al. The lymphocyte chemoattractant SDF-1 is a ligand for LESTR/fusin and blocks HIV-1 entry. Nature 382: 829-833, 1996.</ref>

== Einzelnachweise ==
<references />

{{SORTIERUNG:Cxcl12}}
[[Kategorie:Immunologie]]
[[Kategorie:Zytokin]]
[[Kategorie:Abkürzung|CXCL12]]
[[Kategorie:Chemokin]]
[[Kategorie:Codiert auf Chromosom 10 (Mensch)]]

CXCL12 - Versionsgeschichte

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