WNT信號轉(zhuǎn)導通路及其在子宮內(nèi)膜疾病中的研究進展

梁艷明

遼寧省錦州市中心醫(yī)院婦產(chǎn)科，遼寧錦州 121000

WNT 基因是高度保守的發(fā)育基因的大家族，為重要的細胞信號分子，在胚胎發(fā)育過程中參與決定細胞命運、細胞增殖、分化、運動及凋亡，在成人組織中參與維持組織平衡，最近其在調(diào)節(jié)多種干細胞和祖細胞的分化和/或增殖中的作用引起了學者的關(guān)注，信號轉(zhuǎn)導過程發(fā)生異常會導致細胞生長、分化、代謝及生物學異常，引起多種疾病發(fā)生。WNT 通路可能參與了子宮發(fā)育及維持子宮內(nèi)膜的功能，與雌激素誘導的子宮內(nèi)膜增殖有關(guān)， 本文對WNT 信號通路與子宮內(nèi)膜發(fā)育、子宮內(nèi)膜異位癥及子宮內(nèi)膜癌相關(guān)關(guān)系的研究進展加以綜述。

1 WNT 基因及其信號通路

WNT 基因是高度保守的發(fā)育基因的大家族，第1 個WNT 基因——WNT-1，是Nusse 等[1]在有關(guān)小鼠乳腺癌的一項研究中發(fā)現(xiàn)的，研究使用小鼠乳頭瘤病毒（mouse mammary tumor virus，MMTV）誘導乳腺癌，由于該基因中存在MMTV 激活位點， 因此被命名為int-1[2]。 之后又有研究證明，int-1 與果蠅屬體節(jié)極性基因Wingless 為同源基因， 又將二者結(jié)合， 稱為WNT 基因。 目前已克隆出19 種WNT 基因家族的成員，編碼具有22 個或24 個半胱氨酸殘基的保守糖蛋白，是重要的細胞信號分子，其在胚胎發(fā)育過程中參與決定細胞命運、細胞增殖、分化、運動及凋亡；在成人組織中參與維持組織平衡；最近其在調(diào)節(jié)多種干細胞和祖細胞的分化和/或增殖中的作用引起了學者的關(guān)注[3-5]。

WNT 信號通路是對控制發(fā)育起重要作用的信號途徑，信號轉(zhuǎn)導過程發(fā)生異?；蛘系K，會導致細胞生長、分化、代謝及生物學異常，通路異常與多種疾病有關(guān)，如骨質(zhì)疏松、各種退行性疾病甚至腫瘤[6-8]。 WNT信號轉(zhuǎn)導通路主要分為3 種類型： 經(jīng)典的WNT 信號轉(zhuǎn)導途徑（canonical WNT/β-catenin pathway）， 通過β-catenin 核易位，激活靶基因的轉(zhuǎn)錄活性，其靶基因包括參與細胞發(fā)育、 細胞增殖及細胞遷移的相關(guān)因子，如c-myc，細胞周期素蛋白D1（cyclin D1），CD44，基質(zhì)裂解蛋白（matrilysin），基質(zhì)金屬蛋白酶（matrix met alloproteinases，MMPs），尿激酶型纖溶酶原激活物受體（urokinase plasminogen activator receptor，uPAR）等[9]。非經(jīng)典的WNT 信號轉(zhuǎn)導途徑主要包括細胞平面極性途徑（the planar cell polarity pathway，PCP 途徑）及WNT/Ca2+途徑，這2 個途徑不通過β-catenin 來發(fā)揮作用甚至還會對核內(nèi)β-catenin 活性起抑制作用[10]。 PCP 途徑涉及RhoA 蛋白和Jun 激酶（JNK），主要控制胚胎的發(fā)育時間和空間。 在細胞水平上，此途徑通過重排細胞骨架來調(diào)控細胞極性[11]。 WNT/Ca2+途徑可誘導細胞內(nèi)Ca2+濃度增加并激活Ca2+敏感的信號轉(zhuǎn)導組分，可以拮抗WNT/β-catenin 通路，對其起抑制作用[10-13]。

此外，WNT 信號轉(zhuǎn)導通路可以被多種拮抗因子所拮抗，包括分泌性卷曲相關(guān)蛋白（secreted frizzledrelated protein，sFRP）、WNT 抑制因子1（WNT inhibitory factor 1，WIF1）、分泌蛋白SOST 以及DKK 家族的分泌蛋白 （Dickkopf family of secreted proteins，Dkk）[14]。sFRPs 及WIF 與WNT 結(jié)合，sFRPs 還與受體FZD 結(jié)合，同時作用于經(jīng)典及非經(jīng)典的WNT 信號途徑，從而發(fā)揮拮抗劑的作用[15]。 DKK 家族成員及SOST 可以通過與LRP5/LRP6 聯(lián)合受體相互作用來阻止經(jīng)典途徑中WNT-FZD-LRP5/LRP6 復合物形成[16]。 WNT 信號通路拮抗因子在很多疾病如乳腺癌等腫瘤、骨質(zhì)疏松等退行性疾病中出現(xiàn)異常， 提示其可能通過與WNT通路的相互作用而參與了疾病的發(fā)病過程[9]。

2 WNT 信號通路在子宮內(nèi)膜發(fā)育及子宮內(nèi)膜疾病中的作用研究

2.1 WNT 信號通路在子宮內(nèi)膜發(fā)育中的作用研究

WNT 配體家族在胚胎發(fā)育、調(diào)節(jié)干細胞作用、細胞分化及組織穩(wěn)態(tài)中起重要作用，越來越多的研究依據(jù)顯示該通路在多物種的生殖系統(tǒng)的發(fā)育和分化中起關(guān)鍵作用。 在鼠類，WNT 信號通路已被認為是子宮發(fā)育、 著床以及早期滋養(yǎng)細胞發(fā)育的基本信號通路。通過基因敲除方法進行研究， 發(fā)現(xiàn)WNT-4、WNT-5缺乏可以導致雌性小鼠生殖道發(fā)育異常[17-18]，WNT4還與小鼠子宮內(nèi)膜的蛻膜化有關(guān)[19]。WNT7a 基因敲除的小鼠出現(xiàn)子宮內(nèi)膜蛻膜化異常從而可導致不孕[20]。 最近的研究也顯示， 多種WNT 基因配體如WNT4、WNT5a、WNT7a、WNT11、WNT16、FZD10 與新生小鼠的子宮內(nèi)膜腺體發(fā)育有關(guān)[21]。 在人類，WNT 通路也與子宮內(nèi)膜細胞增殖及蛻膜化等有關(guān)[22-23]。Nei 等[24]在增殖期子宮內(nèi)膜細胞核內(nèi)發(fā)現(xiàn)了β-catenin 聚集， 而在內(nèi)膜分泌期這種核內(nèi)聚集消失，Hou 等[25]發(fā)現(xiàn)WNT/β-catenin 途徑抑制劑sFRP2 可以抑制雌激素誘導的子宮內(nèi)膜增殖，表明WNT/β-catenin 途徑與雌激素引起的內(nèi)膜增殖有關(guān)，該途徑參與維持了雌激素誘導的內(nèi)膜增殖與孕激素誘導的內(nèi)膜分化間的平衡[26]。

2.2 WNT 通路在子宮內(nèi)膜異位癥中的研究

隨著WNT 通路在子宮內(nèi)膜發(fā)育中作用的研究，有研究者對其在子宮內(nèi)膜異位癥中的可能作用也進行了研究。Wu 等[27]通過基因芯片篩查發(fā)現(xiàn)WNT 信號通路中WNT2 及FZD1 在子宮內(nèi)膜異位癥中存在差異表達。 Gaetje 等[28]采用實時定量多聚合酶鏈反應（real-time PCR）及原位雜交方法對內(nèi)異癥患者的腹膜中WNT4、WNT5a、WNT7a 的表達進行了研究，結(jié)果發(fā)現(xiàn)在15 例患者中有8 例患者的腹膜中有WNT7a 的表達，而18 例對照組中僅3 例有WNT7a 的表達，從而證明了化生途徑可能參與了內(nèi)異癥的發(fā)病。Cheng 等[29]研究發(fā)現(xiàn)WNT 通路抑制因子sFRP1 在增殖期子宮內(nèi)膜及內(nèi)異癥異位組織中表達增加，可能與sFRP1 能誘導血管形成有關(guān)。而Aghajanova 等[30]發(fā)現(xiàn)子宮內(nèi)膜異位癥組細胞中sFRP1 及DKK1 均明顯下調(diào)，并發(fā)現(xiàn)內(nèi)異癥中存在WNT 經(jīng)典及非經(jīng)典途徑的激活。

子宮內(nèi)膜異位癥為一種復雜性疾病，國外有學者采用全基因組關(guān)聯(lián)研究（genome-wide association study，GWAS）來發(fā)現(xiàn)與疾病發(fā)病相關(guān)的特定基因，Uno 等[31]研究發(fā)現(xiàn)： 位于染色體1p36 上的WNT4 基因包含的位點rs16826658 與子宮內(nèi)膜異位癥的發(fā)病有關(guān)，WNT4 基因?qū)τ谂陨车腊l(fā)育起重要作用，也與卵泡發(fā)育和類固醇激素生成有關(guān)，很有可能是為子宮內(nèi)膜異位癥的候選基因之一。Painter 等[32]采用相同方法對英國和澳大利亞的3194 名子宮內(nèi)膜異位癥患者及7060 名對照人群進行了研究， 除了發(fā)現(xiàn)與子宮內(nèi)膜異位癥發(fā)病最強的相關(guān)位點位于染色體7p15.2 上，可能與NFE2L3 和HOXA10 基因有關(guān)外，該研究還同時進一步證實了1p36 染色體上rs7521902 位點與子宮內(nèi)膜異位癥的發(fā)病有關(guān)，這一位點與WNT4 基因接近。

這些研究結(jié)果表明WNT 通路在內(nèi)異癥發(fā)病中起作用， 但僅僅局限于基因表達的研究還遠遠不夠，還需要深入探討其在發(fā)病機制中的作用， 以為早期診斷、預測復發(fā)及進行新的治療提供依據(jù)。

2.3 WNT 信號通路在子宮內(nèi)膜癌中的研究

WNT 信號通路與細胞發(fā)育、細胞分化增殖、細胞遷移有關(guān)，其中某個因子發(fā)生突變或蛋白表達異常均可導致疾病包括腫瘤的發(fā)生， 近年來WNT 通路在腫瘤發(fā)病中的作用已經(jīng)成為研究熱點。 Bui 等[33]研究發(fā)現(xiàn)子宮內(nèi)膜癌患者內(nèi)膜中WNT4 mRNA 表達明顯下調(diào)，表明WNT4 可能參與了內(nèi)膜癌的發(fā)病，該研究同時發(fā)現(xiàn)了WNT2、WNT3、WNT5a 在內(nèi)膜癌中表達也出現(xiàn)了下調(diào)。 隨后的研究表明，WNT/β-catenin 信號通路包括β-catenin 基因激活突變及APC 基因失活突變等可能在內(nèi)膜癌發(fā)病早期起很大的作用[34]，與正常子宮內(nèi)膜相比， 子宮內(nèi)膜癌中β-catenin 聚集明顯升高， 與β-catenin 基因發(fā)生單個堿基的錯義突變有關(guān)[35]。 近期Liu 等[36]研究也發(fā)現(xiàn)：β-catenin 的編碼基因——CTNNB1 基因第3 外顯子突變可能與低分化、低分期的年輕婦女的子宮內(nèi)膜樣腺癌的侵襲啟動有關(guān)。 基因突變可能是導致β-catenin 聚集進而引起子宮內(nèi)膜癌發(fā)生的重要分子事件，這可能為子宮內(nèi)膜癌的早期診斷及預后判斷提供新的方法和依據(jù)， 以βcatenin 作為基因或藥物治療的靶點可望改善子宮內(nèi)膜癌的療效。

3 展望

成人組織中WNT 信號的異常活化還與很多其它腫瘤的發(fā)病有關(guān)，如直腸癌[37]、卵巢癌[4]、乳腺癌[38]、肺癌[39]等。 可能機制與WNT 途徑與其下游分子相互作用而加速細胞周期、 細胞增殖及抑制凋亡有關(guān)，與WNT 途徑激活細胞間黏附分子及細胞外基質(zhì)蛋白從而提高腫瘤細胞的運動遷移和轉(zhuǎn)移能力有關(guān)。

目前關(guān)于WNT 信號通路與子宮內(nèi)膜疾病發(fā)病的研究僅僅局限于該通路上的因子的表達研究，但卻為我們進一步探討WNT 信號通路的作用機制提供了可信的依據(jù)，深入地研究通路中各因子疾病發(fā)病中的作用及其機制將為通路特異性的靶基因治療在子宮內(nèi)膜疾病治療中的可能應用提供理論依據(jù)。

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