盧文卿，劉潔

·綜述·

Wnt5a與神經(jīng)膠質(zhì)瘤關(guān)系的研究進(jìn)展

盧文卿，劉潔

神經(jīng)膠質(zhì)瘤是最常見的原發(fā)性顱內(nèi)腫瘤，在惡性腦腫瘤中約占81%[1]，WHO分級分為Ⅰ～Ⅳ級。傳統(tǒng)治療方式如手術(shù)、化療、放療等治療效果難以使人滿意。膠質(zhì)母細(xì)胞瘤約占膠質(zhì)瘤的45%，預(yù)后極差，手術(shù)后五年生存率不足5%[1]。膠質(zhì)瘤的發(fā)生發(fā)展與Wnt、Notch[2]、Ras[3]等多條信號通路的異常表達(dá)密切相關(guān)，近年來由Wnt5a所調(diào)控的Wnt信號通路在神經(jīng)膠質(zhì)瘤中的作用引起了廣泛關(guān)注，為膠質(zhì)瘤靶向治療提供了新思路。

1 Wnt5a與Wnt信號通路

Wnt蛋白家族是一組富含半胱氨酸殘基的分泌性糖蛋白，通過分泌作用與細(xì)胞膜上的卷曲蛋白受體(Fzd)、低密度脂蛋白受體相關(guān)蛋白(LRP)或酪氨酸激酶受體家族(RTKs)結(jié)合，激活細(xì)胞內(nèi)信號通路調(diào)控的靶基因，與腫瘤細(xì)胞的發(fā)生、增殖和侵襲密切相關(guān)[4]。Wnt5a是Wnt蛋白家族中的重要成員，對Wnt經(jīng)典信號通路有雙向調(diào)節(jié)作用，并能夠激活Wnt非經(jīng)典信號通路。成體細(xì)胞胞質(zhì)內(nèi)β-catenin處于低水平狀態(tài)[5]，當(dāng)Wnt經(jīng)典信號通路被激活時，β-catenin在細(xì)胞質(zhì)中不斷累積并向細(xì)胞核中轉(zhuǎn)移，競爭性結(jié)合細(xì)胞核內(nèi)的淋巴增強(qiáng)因子/T細(xì)胞因子后形成轉(zhuǎn)錄復(fù)合體，啟動cyclinD1、c-myc、基質(zhì)金屬蛋白酶-2[5]等下游靶基因的表達(dá)。Wnt5a對Wnt/β-catenin通路具有雙向調(diào)節(jié)作用，當(dāng)Wnt5a與Fzd受體或LRP受體結(jié)合時，起正向調(diào)節(jié)作用；與RTKs受體結(jié)合時，則產(chǎn)生負(fù)向調(diào)節(jié)作用[6]。Wnt非經(jīng)典信號通路主要包括Wnt/PCP通路和Wnt/Ca2+通路，前者調(diào)節(jié)細(xì)胞的平面極性，后者能夠拮抗Wnt經(jīng)典信號通路的發(fā)生。

2 神經(jīng)膠質(zhì)瘤與Wnt信號通路

膠質(zhì)瘤細(xì)胞中，Wnt經(jīng)典信號通路和非經(jīng)典信號通路均存在異常表達(dá)，根據(jù)其作用特點(diǎn)可以將這種異常表達(dá)分為兩類：Wnt配體和受體表達(dá)上調(diào)與Wnt信號通路中細(xì)胞內(nèi)反應(yīng)異常。

2.1 Wnt配體和受體表達(dá)上調(diào) 免疫組化學(xué)分析[6-7]發(fā)現(xiàn)，膠質(zhì)瘤細(xì)胞中Wnt5a、Wnt3a等配體的陽性率遠(yuǎn)高于周圍正常腦組織。Wnt5a介導(dǎo)的信號通路被激活后，可以通過細(xì)胞內(nèi)吞作用促進(jìn)腫瘤細(xì)胞增殖和侵襲。Dijksterhuis等[8]發(fā)現(xiàn)，膠質(zhì)瘤細(xì)胞中主要組織相容性復(fù)合體Class Ⅱ陽性的小膠質(zhì)細(xì)胞/單核細(xì)胞的出現(xiàn)與Wnt5a上調(diào)密切相關(guān)，這提示W(wǎng)nt5a可能與膠質(zhì)瘤細(xì)胞中的促炎性反應(yīng)有關(guān)。腫瘤在發(fā)生早期，Wnt5a因反饋?zhàn)饔枚罅亢铣煞置?，發(fā)揮抑癌作用，但當(dāng)腫瘤進(jìn)一步惡化時，細(xì)胞分泌Wnt5a蛋白的功能喪失，其抑癌作用降低[3]。這一機(jī)制在膠質(zhì)瘤中是否存還未可知。

膠質(zhì)瘤細(xì)胞中Fzd-2、Fzd-6、Fzd-7等受體均呈高表達(dá)狀態(tài)[5]，F(xiàn)zd-2受體上調(diào)能促進(jìn)有絲分裂時紡錘絲形成[6,9]，并能下調(diào)Wnt受體拮抗劑的表達(dá)。Wnt拮抗劑根據(jù)其作用方式分為兩類：第一類直接結(jié)合Wnt蛋白，抑制Wnt信號通路傳導(dǎo)。這類拮抗劑包括分泌型卷曲蛋白1(SFRP1)，Wnt抑制因子-1(WIF-1)和Cerberus；第二類通過結(jié)合Wnt受體復(fù)合體LPR5/6來抑制Wnt信號通路，如Dickkopf(DKK)家族。Vassallo等[10]研究發(fā)現(xiàn)，WIF能抑制Wnt經(jīng)典信號通路和非經(jīng)典信號通路中的Wnt/Ca2+通路，從而對惡性膠質(zhì)瘤細(xì)胞的轉(zhuǎn)移發(fā)揮抑制作用。SFRP1作為一種抑癌基因在膠質(zhì)瘤細(xì)胞中表達(dá)下調(diào)，且低表達(dá)程度與腫瘤預(yù)后呈負(fù)相關(guān)[11]；DDK在膠質(zhì)瘤中也呈低表達(dá)狀態(tài)，當(dāng)向膠質(zhì)瘤細(xì)胞中導(dǎo)入外源性DDK-1基因時，能促進(jìn)膠質(zhì)瘤細(xì)胞的凋亡[12],向膠質(zhì)母細(xì)胞瘤中導(dǎo)入DKK-3蛋白能抑制Wnt5a、Wnt3a和LPR6表達(dá)及他們之間的聯(lián)系，從而起到抗癌作用[13]。

2.2 Wnt信號通路中細(xì)胞內(nèi)反應(yīng)異常 當(dāng)Wnt經(jīng)典通路被激活時，胞質(zhì)中增多的β-catenin進(jìn)入細(xì)胞核,激活cyclinD1，c-myc等下游靶基因，使膠質(zhì)瘤細(xì)胞的細(xì)胞周期異?？s短，產(chǎn)生癌變傾向。Wnt/β-catenin通路中任何一個成員蛋白發(fā)生異常改變均可影響此通路激活，使細(xì)胞異常增殖并最終導(dǎo)致腫瘤發(fā)生。Wnt/β-catenin通路的成員蛋白依據(jù)作用效果分為正向調(diào)節(jié)因子和負(fù)向調(diào)節(jié)因子。

正向調(diào)節(jié)因子以β-catenin和散亂蛋白(Dvl)為代表，它們對膠質(zhì)瘤的發(fā)生和發(fā)展起到促進(jìn)作用。膠質(zhì)瘤細(xì)胞中β-catenin和Dvl均呈高表達(dá)，且表達(dá)水平均隨著膠質(zhì)瘤病理級別的增高而顯著升高，Pulvirenti等[14]發(fā)現(xiàn)抑制Dvl表達(dá)可以顯著降低膠質(zhì)瘤細(xì)胞的增殖速度并促使其分化。負(fù)向調(diào)節(jié)分子主要包括腺瘤性結(jié)腸息肉蛋白(APC)，軸蛋白(Axin)和糖原合成酸激酶3β(GSK-3β)等，它們在膠質(zhì)瘤細(xì)胞中呈現(xiàn)低表達(dá)狀態(tài)。有研究[15]表明，膠質(zhì)瘤惡性程度越高，GSK-3β的表達(dá)越低，而用人工方法上調(diào)GSK-3β則能促進(jìn)β-catenin降解，使下游靶基因cyclinD1和c-myc表達(dá)下調(diào)。GSK-3β是PI3K/Akt、核轉(zhuǎn)錄因子-кB、Wnt/β-catenin 等多條信號通路的交叉點(diǎn)，它不僅受Wnt/β-catenin通路的調(diào)節(jié)，還受到其他信號通路的調(diào)控，因此GSK-3β在膠質(zhì)瘤中的作用機(jī)制十分復(fù)雜。近年來，越來越多的實(shí)驗(yàn)證據(jù)[16-17]表明，膠質(zhì)瘤細(xì)胞中可能存在GSK-3β的上調(diào)，并且這種上調(diào)可以提高膠質(zhì)瘤細(xì)胞的侵襲能力，用人工方法抑制膠質(zhì)瘤細(xì)胞中GSK-3β表達(dá)后，腫瘤細(xì)胞的定向和遷移能力均有所降低。GSK-3β在膠質(zhì)瘤細(xì)胞中表達(dá)上調(diào)或下調(diào)是否因?yàn)槟[瘤種類和級別而有所不同，還需進(jìn)一步研究。

3 Wnt信號通路與RNA干擾技術(shù)在膠質(zhì)瘤靶向治療的應(yīng)用

由于膠質(zhì)瘤具有很高的復(fù)發(fā)率，傳統(tǒng)手術(shù)等方法取得的治療效果并不盡如人意。近年來，RNA干擾技術(shù)不斷發(fā)展使得膠質(zhì)瘤靶向治療有了新的進(jìn)展。RNA干擾是雙鏈RNA(dsRNA)介導(dǎo)的特異性基因沉默，可以利用這一技術(shù)向膠質(zhì)瘤細(xì)胞中導(dǎo)入具有特定序列的dsRNA，誘導(dǎo)與腫瘤相關(guān)的同一家族中多個基因表達(dá)沉默，從而抑制腫瘤的發(fā)展。結(jié)合Wnt信號通路與膠質(zhì)瘤發(fā)生發(fā)展的關(guān)系，應(yīng)用RNA干擾技術(shù)對膠質(zhì)瘤進(jìn)行靶向治療具有很高的潛在價值。

Wnt拮抗劑低表達(dá)是膠質(zhì)瘤發(fā)生的重要機(jī)制之一，在膠質(zhì)瘤細(xì)胞中編碼Wnt拮抗劑的基因啟動子區(qū)呈現(xiàn)高甲基化狀態(tài)，因此通過RNA干擾技術(shù)逆轉(zhuǎn)這些基因啟動子區(qū)的高甲基化成為治療膠質(zhì)瘤的可行方法。Delic等[11]發(fā)現(xiàn)SFRP1啟動子區(qū)的高甲基化與miR-328的作用有關(guān)，用miR抑制劑抑制miR-328的表達(dá)能夠上調(diào)SFRP1表達(dá)，抑制Wnt信號通路激活延緩膠質(zhì)瘤的發(fā)展。Xie等[18]發(fā)現(xiàn)應(yīng)用去甲斑蝥素可以下調(diào)WIF-1基因啟動子區(qū)的高甲基化，促進(jìn)膠質(zhì)瘤細(xì)胞中WIF-1蛋白表達(dá)，誘導(dǎo)腫瘤細(xì)胞凋亡，減弱其轉(zhuǎn)移和侵襲能力。

膠質(zhì)瘤中存在Wnt信號通路成員蛋白的異常表達(dá)，以編碼這些成員蛋白的基因?yàn)榘悬c(diǎn)治療膠質(zhì)瘤或?yàn)榭尚蟹椒?。這種靶向治療應(yīng)遵循以下原則：抑制正向調(diào)節(jié)因子的作用，增強(qiáng)負(fù)向調(diào)節(jié)因子的作用。目前已有研究[19]為這種方法的可行性提供了證據(jù)。HOX13能作用于Wnt信號通路，增加膠質(zhì)瘤細(xì)胞的浸潤性和侵襲性。Duan等[19]的實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)用Lenti-si HOXA13轉(zhuǎn)染膠質(zhì)瘤細(xì)胞后，HOX13和細(xì)胞核內(nèi)的β-catenin表達(dá)均下調(diào)，而細(xì)胞質(zhì)中磷酸化的β-catenin復(fù)合體表達(dá)上調(diào)，膠質(zhì)瘤的生長速度受到抑制。

此外，Salmena等[20]在2011年提出的競爭性內(nèi)源性RNA(CeRNA)假說也為膠質(zhì)瘤的靶向治療提供了新思路。該學(xué)說指出，除了傳統(tǒng)的miRNA-RNA作用方式外，還存在反向的RNA-miRNA作用方式，使得編碼RNA和非編碼RNA(主要是假基因和長鏈非編碼RNA[21])可以通過競爭miRNA進(jìn)行交互。這種競爭通過RNA上的miRNA結(jié)合位點(diǎn)(MREs)實(shí)現(xiàn)，當(dāng)假基因或非編碼RNA上具有和miRNA的靶向mRNA上相同或相似的MREs時，就可以與靶向mRNA競爭性結(jié)合miRNA，減弱或消除miRNA對靶向mRNA的沉默作用。最新研究[22]表明，長環(huán)狀RNA也可以通過miRNA結(jié)合位點(diǎn)充當(dāng)CeRNA發(fā)揮作用。Chiu等[23]通過研究膠質(zhì)母細(xì)胞瘤發(fā)現(xiàn)，CeRNA能參與調(diào)節(jié)細(xì)胞癌變，而靶向miRNA和MREs的增多使得CeRNA的調(diào)節(jié)能力增強(qiáng)，這提示可以導(dǎo)入與膠質(zhì)瘤抑癌基因具有相同MREs的外源性RNA片段競爭性結(jié)合miRNA，以降低后者對膠質(zhì)瘤抑癌基因的封閉作用。新的研究[10,24]發(fā)現(xiàn)長鏈非編碼RNA MALAT-1是膠質(zhì)母細(xì)胞瘤預(yù)后的獨(dú)立影響因子，能夠促進(jìn)腫瘤細(xì)胞增殖和遷移，這一發(fā)現(xiàn)也為利用CeRNA假說治療膠質(zhì)瘤提供了新的方向。

4 小結(jié)與展望

Wnt信號通路與神經(jīng)膠質(zhì)瘤的發(fā)生發(fā)展密切相關(guān)。Wnt5a作為Wnt蛋白家族中的重要成員，既能激活Wnt非經(jīng)典信號通路，又對Wnt經(jīng)典信號通路起著雙向調(diào)節(jié)作用。隨著RNA干擾技術(shù)不斷發(fā)展，以Wnt信號通路為靶向的膠質(zhì)瘤治療有了新的進(jìn)展。

現(xiàn)階段對Wnt5a與膠質(zhì)瘤，特別是Wnt5a調(diào)控的Wnt非經(jīng)典信號通路與膠質(zhì)瘤關(guān)系的認(rèn)識還有不足之處,尚有許多問題亟待解決，如：Wnt5a在膠質(zhì)瘤發(fā)生發(fā)展的不同階段是否發(fā)揮著不同的促癌或抑癌作用？GSK-3β的上調(diào)或下調(diào)是否受到膠質(zhì)瘤種類和級別的影響？現(xiàn)階段利用RNA技術(shù)對膠質(zhì)瘤治療的研究僅局限于細(xì)胞水平，建立相應(yīng)的模型治療效果如何？如何將CeRNA假說在膠質(zhì)瘤靶向治療中進(jìn)行具體應(yīng)用？隨著未來對Wnt5a與膠質(zhì)瘤研究認(rèn)識的不斷進(jìn)展，膠質(zhì)瘤的靶向治療必將得到進(jìn)一步發(fā)展。

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110122 沈陽，中國醫(yī)科大學(xué)98期84班(盧文卿)；中國醫(yī)科大學(xué)科學(xué)實(shí)驗(yàn)中心(劉潔)

劉潔

R739.41

A

1004-1648(2017)02-0147-02

2016-07-06

2016-07-25)