The chemokine stromal cell–derived factor (SDF-1; also known as chemokine ligand 12 [CXCL12]) regulates many essential biological processes, including cardiac and neuronal development, stem cell motility, neovascularization, angiogenesis, apoptosis, and tumorigenesis. It is generally believed that SDF-1 mediates these many disparate processes via a single cell surface receptor known as chemokine receptor 4 (CXCR4). This paper characterizes an alternate receptor, CXCR7, which binds with high affinity to SDF-1 and to a second chemokine, interferon-inducible T cell α chemoattractant (I-TAC; also known as CXCL11). Membrane-associated CXCR7 is expressed on many tumor cell lines, on activated endothelial cells, and on fetal liver cells, but on few other cell types. Unlike many other chemokine receptors, ligand activation of CXCR7 does not cause Ca2+ mobilization or cell migration. However, expression of CXCR7 provides cells with a growth and survival advantage and increased adhesion properties. Consistent with a role for CXCR7 in cell survival and adhesion, a specific, high affinity small molecule antagonist to CXCR7 impedes in vivo tumor growth in animal models, validating this new receptor as a target for development of novel cancer therapeutics.

Chemokines and chemokine receptors have been posited to have important roles in several common malignancies, including breast and lung cancer. Here, we demonstrate that CXCR7 (RDC1, CCX-CKR2), recently deorphanized as a chemokine receptor that binds chemokines CXCL11 and CXCL12, can regulate these two common malignancies. Using a combination of overexpression and RNA interference, we establish that CXCR7 promotes growth of tumors formed from breast and lung cancer cells and enhances experimental lung metastases in immunodeficient as well as immunocompetent mouse models of cancer. These effects did not depend on expression of the related receptor CXCR4. Furthermore, immunohistochemistry of primary human tumor tissue demonstrates extensive CXCR7 expression in human breast and lung cancers, where it is highly expressed on a majority of tumor-associated blood vessels and malignant cells but not expressed on normal vasculature. In addition, a critical role for CXCR7 in vascular formation and angiogenesis during development is demonstrated by using morpholino-mediated knockdown of CXCR7 in zebrafish. Taken together, these data suggest that CXCR7 has key functions in promoting tumor development and progression.