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Gene and Protein Information  |
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| class A G protein-coupled receptor | ||||||
| Species | TM | AA | Chromosomal Location | Gene Symbol | Gene Name | Reference |
| Human | 7 | 352 | 2q22.1 | CXCR4 | C-X-C motif chemokine receptor 4 | 16,43 |
| Mouse | 7 | 359 | 1 56.43 cM | Cxcr4 | C-X-C motif chemokine receptor 4 | 23,49 |
| Rat | 7 | 349 | 13q13 | Cxcr4 | C-X-C motif chemokine receptor 4 | 33,68 |
| Previous and Unofficial Names |
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| fusin [8,16,23] | LCR1 [68] | LESTR [43,49] | HM89 | HUMSTSR | CD184 | NPY3R | NPYY3R | CXCR-4 | CXC-R4 | SDF-1 receptor | stromal cell-derived factor 1 receptor | Cmkar4 | HSY3RR | chemokine (C-X-C motif) receptor 4 | |
| Database Links |
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| Specialist databases | |
| GPCRdb | cxcr4_human (Hs), cxcr4_mouse (Mm), cxcr4_rat (Rn) |
| Other databases | |
| Alphafold | P61073 (Hs), P70658 (Mm), O08565 (Rn) |
| ChEMBL Target | CHEMBL2107 (Hs), CHEMBL1250365 (Mm), CHEMBL5556 (Rn) |
| DrugBank Target | P61073 (Hs) |
| Ensembl Gene | ENSG00000121966 (Hs), ENSMUSG00000045382 (Mm), ENSRNOG00000003866 (Rn) |
| Entrez Gene | 7852 (Hs), 12767 (Mm), 60628 (Rn) |
| Human Protein Atlas | ENSG00000121966 (Hs) |
| KEGG Gene | hsa:7852 (Hs), mmu:12767 (Mm), rno:60628 (Rn) |
| OMIM | 162643 (Hs) |
| Orphanet | ORPHA120914 (Hs) |
| Pharos | P61073 (Hs) |
| RefSeq Nucleotide | NM_003467 (Hs), NM_009911 (Mm), NM_022205 (Rn) |
| RefSeq Protein | NP_003458 (Hs), NP_034041 (Mm), NP_071541 (Rn) |
| SynPHARM |
6612 (in complex with isothiourea-1t) 6614 (in complex with isothiourea-1t) |
| UniProtKB | P61073 (Hs), P70658 (Mm), O08565 (Rn) |
| Wikipedia | CXCR4 (Hs) |
| Selected 3D Structures |
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| Natural/Endogenous Ligands |
| CXCL12γ {Sp: Human} |
| CXCL12δ {Sp: Human} |
| CXCL12ε {Sp: Human} |
| CXCL12φ {Sp: Human} |
| CXCL12β {Sp: Human} |
| CXCL12α {Sp: Human} |
| CXCL12 {Sp: Mouse} |
| Comments: SDF1α and SDF1β are the active isomers of CXCL12 |
Download all structure-activity data for this target as a CSV file 
| Agonists | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
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| Agonist Comments | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| SDF-1α and SDF-1β are both referred to as CXCL12 and they have equivalent binding affinity and potency [26]. The CXCL12 isoforms (δ, γ, ε and φ) identified by Yu et al. (2006) were shown to stimulate cell migration in a CXCR4-dependent fashion [72]. |
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| Antagonists | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
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| View species-specific antagonist tables | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Antagonist Comments | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| AMD3100 (plerixafor, Mozobil®) was approved by the US FDA in December 2008 for hematopoietic progenitor cell mobilisation [41]. | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Antibodies | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
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| Antibody Comments | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Using their i-body platform, AdAlta have identified an anti-CXCR4 antibody (AD-114) that has proven effective as an anti-fibrotic agent in preclinical testing, in animal models of idiopathic pulmonary fibrosis (IPF) [18] and retinal fibrosis associated with age-related macular degeneration. AD-114 represents a novel mechanism of action for IPF, and a "first in class" therapy for this indication. | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Immunopharmacology Comments |
| CXCR4 is one of more than 20 distinct chemokine receptors expressed in human leukocytes. Chemokines primarily act to promote leukocyte chemotaxis to sites of inflammation. Due to its role in cancer cell homing and metastasis the CXCR4-CXCL12 axis is a potential target for cancer therapy [54,57,65-66]. This is exemplified by the development of ulocuplumab as an anti-cancer biologic therapy. Targeting the CXCR4-CXCL12 axis also offers the possibility of modulating the immune response in non-cancer indications [42,53,74]. |
| Immuno Process Associations | ||||||||||||||||||||||||
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| Immuno Disease Associations | ||||||||||
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| Primary Transduction Mechanisms
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| Transducer | Effector/Response |
| Gi/Go family | Calcium channel |
| References: 49,52 | |
| Tissue Distribution
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| Expression Datasets |
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| Functional Assays
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| Physiological Functions
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| Physiological Consequences of Altering Gene Expression
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| Phenotypes, Alleles and Disease Models
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Mouse data from MGI | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
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| Clinically-Relevant Mutations and Pathophysiology
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| Clinically-Relevant Mutations and Pathophysiology Comments | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| CXCR4 haploinsufficiency promotes hematopoietic stem cell engraftment, suggesting a useful strategy to promote hematopoietic stem cell engraftment in transplantation [46]. | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Biologically Significant Variants
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| General Comments |
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CXCR4 is a receptor for stromal cell-derived factor-1 (SDF1; CXCL12) [9,51]. When co-expressed alongside CD4, CXCR4 is involved in HIV-1 infection. It is the major T cell-tropic coreceptor for HIV-1. In contrast, CCR5 serves as the principal macrophage-tropic coreceptor for viral entry. SDF1 inhibits HIV-1 infection by lymphocyte-tropic HIV-1 strains [9,51]. Cancer cells overexpress CXCR4 when compared to normal cells, and it is the most common chemokine receptor found on cancer cells. Its ligand CXCL12 is also found in the tumour micorenvironment [48]. Expression of CXCR4 correlates with cancer cell metastasis, angiogenesis, and tumour growth [10]. CXCR4 antagonists are predicted to exhibit anti-tumour activity via inhibition of CXCL12-CXCR4-mediated pro-survival signaling and chemotaxis [48,67]. |
1. Adlere I, Sun S, Zarca A, Roumen L, Gozelle M, Viciano CP, Caspar B, Arimont M, Bebelman JP, Briddon SJ et al.. (2019) Structure-based exploration and pharmacological evaluation of N-substituted piperidin-4-yl-methanamine CXCR4 chemokine receptor antagonists. Eur J Med Chem, 162: 631-649. DOI: 10.1016/j.ejmech.2018.10.060 [PMID:30476826]
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