劉之力

(大連市皮膚病醫(yī)院美容皮膚科，遼寧大連 116021)

近年來研究證實(shí)，Wnt途徑是調(diào)控細(xì)胞生長(zhǎng)發(fā)育和分化的關(guān)鍵途徑，大量實(shí)驗(yàn)表明Wnt途徑控制著發(fā)育的多個(gè)過程，例如Wnt途徑調(diào)節(jié)細(xì)胞間質(zhì)與細(xì)胞之間的關(guān)系、細(xì)胞極性、細(xì)胞的分化、增殖和控制脊腹椎的形成等［1］。Wnt途徑不僅對(duì)正常胚胎發(fā)育起著重要作用，調(diào)控中樞神經(jīng)系統(tǒng)的形成，而且其異常的時(shí)空表達(dá)或激活將導(dǎo)致細(xì)胞惡性轉(zhuǎn)變和腫瘤發(fā)生［2］。

1 Wnt途徑的組成和結(jié)構(gòu)

1.1 Wnt的組成和結(jié)構(gòu)

Wnt是分子量約4萬(wàn)的分泌型糖蛋白，在各種屬生物中分布廣泛，Wnt信號(hào)參與大腦的形成、參與軸突形成的起始過程和脊椎動(dòng)物的肢體起始和頂端外胚層脊的形成，出生后還參與細(xì)胞的增殖、分化。在哺乳動(dòng)物細(xì)胞，Wnt由7次膜貫穿型受體Frizled、低密度脂蛋白受體相關(guān)蛋白(LDL receptor related protein，LRP)、β－連環(huán)蛋白 (βcatenin)、Dishevelled(Dsh/Dvl)蛋白、糖原合成酶激酶3β (glycogen synthase kinase－3，GSK －3β)、轉(zhuǎn)錄因子TCF/Lef(T－cell facto/lymphoid enhancer factor)、抑癌基因產(chǎn)物APC、軸蛋白Axin等構(gòu)成。

1.2 Wnt信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)和激活途徑

在非增殖狀態(tài)的正常細(xì)胞中，絕大多數(shù)β－catenin結(jié)合于質(zhì)膜，介導(dǎo)鈣黏蛋白依賴的細(xì)胞間粘連;小部分βcatenin與APC、GSK3、軸蛋白等結(jié)合形成復(fù)合物，僅少量β－catenin游離存在于細(xì)胞內(nèi)。β－catenin與APC、GSK3、軸蛋白等結(jié)合形成的多蛋白復(fù)合體促進(jìn)β－catenin很快被細(xì)胞中蛋白酶體降解，使細(xì)胞內(nèi)β－catenin保持低水平狀態(tài)。當(dāng)Wnt信號(hào)活化時(shí)，與Frizzled/LRP結(jié)合，抑制GSK－3的活性，當(dāng)GSK3被Wnt信號(hào)抑制，或APC、軸蛋白等負(fù)性調(diào)控因子失活，均導(dǎo)致β－catenin降解受到抑制，使得游離β－catenin增多，移位到細(xì)胞核內(nèi)，激活下游轉(zhuǎn)錄因子，β－catenin移位后可與TCF/Lef形成復(fù)合體，通過促進(jìn)c－Myc、vegf、cyclinD1等靶基因的表達(dá)，調(diào)控細(xì)胞的各種生理機(jī)能。目前常常把β－catenin在細(xì)胞核內(nèi)的定位作為細(xì)胞惡性轉(zhuǎn)變和腫瘤發(fā)生過程中Wnt通路活化的診斷標(biāo)志。

Wnt信號(hào)激活途徑主要有4種:Wnt/β－cantenin途徑(經(jīng)典途徑);平面的細(xì)胞極性途徑 (planar cell polarity pathway);Wnt/Ca2+途徑和Wnt/蛋白激酶A途徑。經(jīng)典途徑和非經(jīng)典途徑錯(cuò)綜復(fù)雜的交互作用調(diào)節(jié)Wnt信號(hào)途徑的激活［3－4］。

2 Wnt與腫瘤的發(fā)生和轉(zhuǎn)移

2.1 Wnt與腫瘤的發(fā)生

Wnt通路異常變化，通路中任何成分發(fā)生改變或Wnt基因本身變化都可能引發(fā)細(xì)胞癌變［5］。胃癌的結(jié)果顯示，β－catenin的核易位在胃癌組織中頻發(fā)出現(xiàn)，膜上β－catenin表達(dá)消失和胞漿/胞核內(nèi)的積聚并非由基因突變所致，核內(nèi)β－catenin的表達(dá)與腫瘤的侵襲狀況密切相關(guān)。通過對(duì)Wnt途徑上下游代表因子如c－Myc、vegf、cyclinD1和Tcf4等研究，發(fā)現(xiàn)Wnt信號(hào)途徑在胃癌的發(fā)生發(fā)展和癌細(xì)胞的侵襲轉(zhuǎn)移中也發(fā)揮著重要的作用［10］。至今已發(fā)現(xiàn)10余種腫瘤都存在Wnt途徑異常，包括結(jié)直腸癌、肝癌、腺癌、甲狀腺癌、黑色素瘤、前列腺癌、內(nèi)皮樣卵巢癌和子宮內(nèi)膜癌等。

2.2 Wnt途徑激活與腫瘤細(xì)胞的侵襲和轉(zhuǎn)移

癌細(xì)胞的侵襲和轉(zhuǎn)移部分原因是細(xì)胞間粘附的破壞。E－cadherin影響細(xì)胞間粘附和細(xì)胞骨架動(dòng)力學(xué)，β－cantenin除了參與Wnt信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)外，還與E－cadherin形成復(fù)合物定位于細(xì)胞膜，維持細(xì)胞間的粘附，失調(diào)的Wnt/E－cadherin在口腔癌發(fā)病中有重要作用［6］。結(jié)腸癌研究中發(fā)現(xiàn)，在胞核內(nèi)可觀察到β－cantenin表達(dá)，然而腫瘤侵襲前緣，癌細(xì)胞膜上E－cadherin表達(dá)基本消失［7］。推測(cè)Wnt信號(hào)途徑可能影響E－cadherin的表達(dá)，利于腫瘤細(xì)胞的侵襲。結(jié)腸腺瘤性息肉病基因APC的突變也降低E－cadherin介導(dǎo)的細(xì)胞間的粘附，促進(jìn)腫瘤的侵襲和轉(zhuǎn)移［8］。

在腫瘤侵襲和轉(zhuǎn)移過程中，細(xì)胞外基質(zhì)的降解也是重要的原因，癌細(xì)胞只有破壞細(xì)胞外基質(zhì)才可侵入血管，并隨血流轉(zhuǎn)移到其它組織器官。蛋白水解酶可以降解細(xì)胞外基質(zhì)，最為重要的是基質(zhì)金屬蛋白酶 (MMPs)。研究表明Wnt途徑的靶基因COX－2可增強(qiáng)MMPs的表達(dá)，從而促進(jìn)腫瘤的侵襲轉(zhuǎn)移。COX－2也可增強(qiáng)一些生長(zhǎng)因子如PDGF等的表達(dá)，促進(jìn)腫瘤血管生成，APC的突變可提高COX－2的活性［11］。Katoh M表明腫瘤產(chǎn)生時(shí)，血管生成萌芽、形成和血管腔穩(wěn)定是順序發(fā)生的過程，Wnt信號(hào)直接或間接調(diào)節(jié)血管生成、遷移和內(nèi)皮細(xì)胞的擴(kuò)散。人們已通過合成小分子化合物和單克隆抗體阻斷血管內(nèi)皮生長(zhǎng)因子(VEGF)信號(hào)作為治療癌癥的方法［12］。深刻理解時(shí)空交互的信號(hào)網(wǎng)絡(luò)對(duì)于有針對(duì)性的治療腫瘤有特殊意義。

3 Wnt在皮膚腫瘤中的研究進(jìn)展

3.1 Wnt通路與惡性黑素瘤

Wnt的表達(dá)與惡性黑素瘤直接相關(guān)。Pham等［13］的研究提示，小細(xì)胞惡性黑素瘤Wnt2、Wnt5a、Wnt7b和Wnt10b的表達(dá)與良性色素痣類似。而在大細(xì)胞多形態(tài)惡性黑素瘤高表達(dá)Wnt10b，低表達(dá)Wnt5a，不表達(dá)Wnt2。Wnt7b的表達(dá)也是不同的。Wnt配體的表達(dá)方式與惡性黑素瘤組織病理學(xué)特征有關(guān)，可為該病的分子學(xué)分類提供基礎(chǔ)。Sherwood V等［14］發(fā)現(xiàn)黑素瘤細(xì)胞中激活的Wnt5a信號(hào)，通過增加了有氧糖酵解改變細(xì)胞能量代謝，而且Wnt5a與乳酸脫氫酶V表達(dá)具有臨床相關(guān)性。他還發(fā)現(xiàn)表達(dá)Wnt5a的載體轉(zhuǎn)染黑素瘤細(xì)胞，細(xì)胞侵襲性增加;反之，阻斷Wnt5a信號(hào)通路，則可抑制侵襲。由此推斷Wnt5a在人類黑素瘤中表達(dá)直接與腫瘤分級(jí)相關(guān)，并且直接影響黑素瘤細(xì)胞的運(yùn)動(dòng)和侵襲。因此，Wnt5a介導(dǎo)的信號(hào)通路可作為調(diào)節(jié)腫瘤細(xì)胞新陳代謝的新靶點(diǎn)。

β－catenin在細(xì)胞膜表達(dá)的丟失與皮膚黑素瘤的進(jìn)展有一定聯(lián)系。Demunter等［15］研究發(fā)現(xiàn)在黑素瘤的不同生長(zhǎng)階段或原位、轉(zhuǎn)移性黑素瘤均顯示膜β－catenin著色有缺失，激活Wnt/β－catenin可引起黑色素瘤的增殖和轉(zhuǎn)移［16］。Wnt信號(hào)在黑色素瘤中作用是復(fù)雜的，需要調(diào)節(jié)多個(gè)下游基因的表達(dá)。新的研究指出Wnt5A的作用和ARF6促使β－catenin表達(dá)與黑色素瘤轉(zhuǎn)移密切相關(guān)。此研究對(duì)于定義不同的亞種的黑色素瘤細(xì)胞對(duì)治療反應(yīng)的不同有重要意義［9］11。

3.2 Wnt通路與基底細(xì)胞癌

Brinkhuizen T等［17］研究了101例基底細(xì)胞癌 (BCC)，其中28例顯示β－catenin的核定位，提示β－catenin的核著色是基底細(xì)胞癌的一個(gè)特征，Wnt通路可能發(fā)揮作用，而部分不表現(xiàn)β－catenin核定位的樣本細(xì)胞膜高表達(dá)E－cadherin，達(dá)94.1%。Bongiovanni L等也證實(shí)在基底細(xì)胞癌發(fā)生中β－catenin是Wnt信號(hào)通路的關(guān)鍵因子［18］。Jee BA等［19］比較分析BCC的基因表達(dá)，將BCC分為三個(gè)亞型，經(jīng)典的BCC、類鱗狀細(xì)胞癌 (SCC)基癌和類正常皮膚基癌。經(jīng)典的BCC顯示W(wǎng)nt和Hedgehog信號(hào)通路的激活和轉(zhuǎn)錄，這是眾所周知的BCC的關(guān)鍵特性。類SCC基癌富含免疫反應(yīng)基因和氧化應(yīng)激相關(guān)基因。類正常皮膚基癌顯示代謝過程的激活，特別是脂肪酸代謝。盡管BCC擁有共同病理和臨床特征，他們的相似性和異質(zhì)性在分子水平?jīng)]有充分闡述。利用Wnt信號(hào)通路有助于我們將BCC進(jìn)一步分型。

3.3 Wnt通路與毛囊發(fā)育和毛囊皮脂腺相關(guān)的腫瘤

Fu J等［20］研究揭示W(wǎng)nt信號(hào)在表皮和真皮具有不同的角色和特定功能，Wnt信號(hào)在不同的階段動(dòng)態(tài)調(diào)節(jié)毛囊形態(tài)發(fā)生，在毛囊發(fā)育過程中起重要作用。β－catenin能誘導(dǎo)角質(zhì)形成細(xì)胞、真皮乳頭細(xì)胞和黑素細(xì)胞的微環(huán)境形成。Beaudoin等［21］將Hairless(Hr)基因 (Hr基因調(diào)節(jié)毛囊再生)轉(zhuǎn)給Hr基因敲除小鼠，結(jié)果出現(xiàn)Wnt信號(hào)的周期性表達(dá)，說明Wnt與Hr基因共同作用調(diào)節(jié)毛囊再生。小鼠皮膚發(fā)育過程中過度表達(dá)β－catenin時(shí)，可在已存在的毛囊之間誘導(dǎo)形成新毛囊，這些毛囊具有毛乳頭及皮脂腺，發(fā)育良好，但存在發(fā)育定向障礙。

Qiu W 等［22］研究發(fā)現(xiàn)毛囊干細(xì)胞 (hair follicle stem cells，HFSCs)有可能分化成皮脂腺細(xì)胞、毛囊和表皮角化細(xì)胞，皮脂腺祖細(xì)胞的異常導(dǎo)致皮脂腫瘤的發(fā)展。皮脂小葉皮脂腫瘤中Wnt10b/β－catenin信號(hào)分子是重要的激活途徑。異常激活HFSCs和Wnt10b/β－catenin信號(hào)與皮脂腫瘤的發(fā)展相關(guān)。Rishikaysh P［23］證實(shí)毛囊形態(tài)發(fā)生取決于Wnt，Shh，Notch，BMP和其他信號(hào)通路相互作用于上皮和間充質(zhì)細(xì)胞。這些通路失調(diào)會(huì)導(dǎo)致某些異常，甚至腫瘤的發(fā)生。

4 結(jié) 語(yǔ)

皮膚腫瘤發(fā)生是多基因參與，內(nèi)因、外因共同作用，經(jīng)過多個(gè)階段才最終形成的極其復(fù)雜的生物學(xué)現(xiàn)象。皮膚信號(hào)通路的失調(diào)可造成細(xì)胞異常增殖和腫瘤易感性。Wnt通路的失調(diào)和多種皮膚腫瘤形成的關(guān)聯(lián)已得到廣泛的認(rèn)同，抑制該通路的各類分子靶向治療正在臨床中積極探索，但是我們也不要忽視Wnt通路與其他信號(hào)通路相對(duì)時(shí)空性等綜合作用在皮膚腫瘤發(fā)病機(jī)制中的意義，為早期診斷以及早期預(yù)防等方面開拓一個(gè)新的領(lǐng)域。

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