Rspos在泌尿生殖系統(tǒng)惡性腫瘤中的研究進展

楊海英，路會俠

來源于中胚層的泌尿生殖系統(tǒng)惡性腫瘤十分常見。膀胱癌占我國泌尿系統(tǒng)惡性腫瘤的首位，前列腺癌死亡率在男性惡性腫瘤中排名第二。在女性生殖系統(tǒng)惡性腫瘤中卵巢癌死亡率最高，此外，危及女性生命常見的還有宮頸癌。隨著分子生物學技術(shù)突飛猛進，研究者不斷挖掘腫瘤特異性致癌基因及相關(guān)蛋白，為惡性腫瘤早期、準確診斷提供了依據(jù)。Wingless/β-連環(huán)蛋白(Wnt/β-catenin)信號通路能夠有效影響細胞增殖、分裂、分化及侵襲。特異性頂部盤狀底板反應蛋白(roof plate specific spondins，Rspos)是一組新發(fā)現(xiàn)的在多個組織中均表達的分泌蛋白質(zhì)家族，由Rspo1、2、3、4組成，可激活Wnt/β-catenin信號通路，在機體生長、發(fā)育、細胞分裂增殖以及癌癥發(fā)生發(fā)展中扮演重要角色。一項小鼠研究證實Rspo3致癌能力，Rspo3過表達持續(xù)誘導腸道腫瘤形成。在結(jié)腸癌中存在Rspo2和Rspo3基因融合，并增強表達。Rspos的致癌作用及作為治療靶點已經(jīng)在臨床前和臨床環(huán)境中被認識和研究，現(xiàn)有報道主要集中在消化道腫瘤，在泌尿生殖系統(tǒng)惡性腫瘤中的探索甚少。本文綜述了Rspos在泌尿生殖系統(tǒng)惡性腫瘤中的研究進展，為探索Rspos在不同癌癥的作用做出努力，挖掘出Rspos更多潛在價值，包括作為新治療靶點，將來對癌癥治療發(fā)揮作用。

1 Rspos基本情況

Rspos家族由Rspo1、2、3、4組成，是在人類和小鼠中廣泛表達的分泌蛋白。2002年第一次發(fā)現(xiàn)Rspo3，2004年發(fā)現(xiàn)Rspo1、2，2006年發(fā)現(xiàn)Rspo4[1-4]。編碼Rspos蛋白的4個基因序列同源性為40%～60%，Rspos蛋白主要結(jié)構(gòu)為：N端是信號肽，后面是2個相鄰的furin重復序列，該重復序列富含半胱氨酸、1段血栓溶蛋白1型結(jié)構(gòu)域(TSP1結(jié)構(gòu)域)以及一段富含堿性氨基酸的C端區(qū)域[5]。

在人體組織中，Rspos家族成員的作用各有側(cè)重。Rspo1主要調(diào)節(jié)性別選擇[6]，由263個氨基酸構(gòu)成，可促進胃腸道上皮細胞的有絲分裂，防止胃腸道損傷并加強胃腸道粘膜屏障功能[7-8]。敲除小鼠Rspo1的研究發(fā)現(xiàn)，Rspo1通過促進Wnt4/β-catenin信號在卵巢發(fā)育成熟中有重要作用，此外，Rspo1也是睪丸分化的重要因素[9]。Rspo2通過Wnt /β-catenin信號傳導參與肢體和呼吸道發(fā)育以及顱面模式和形態(tài)發(fā)生[10]。Rspo3對血管生成和胎盤發(fā)育至關(guān)重要。Rspo4基因突變在無甲癥(手指和腳趾上指甲缺如或發(fā)育不良)患者中被檢測到，其特征是調(diào)節(jié)手指和腳趾指甲的生長[6]。

2 Rspos與Wnt/β-catenin通路

Wnt信號通路包括規(guī)范通路和非規(guī)范通路，規(guī)范通路也被稱作β-連環(huán)蛋白依賴性通路(Wnt/β-catenin信號通路)，在許多癌癥類型中異常激活，是研究的焦點。Wnt信號能被富含亮氨酸重復序列的G蛋白偶聯(lián)受體5(LGR5)拮抗而表現(xiàn)下調(diào)[11]。Rspos家族是LGR4、LGR5、LGR6的共同配體，當配體與相關(guān)受體結(jié)合，并與兩個E3泛素連接酶(RNF43和ZNRF3)共同結(jié)合形成復合物時，可消除泛素化降解作用，導致卷曲蛋白(Frizzled，F(xiàn)ZD)受體水平升高，從而加強Wnt信號傳導，這可能是Rspos上調(diào)Wnt/β-catenin信號通路的主要機制。Rspos家族與LGR受體家族結(jié)合，還有助于維持干細胞增殖更新和器官生長發(fā)育[12]。而Rspo2和Rspo3在沒有LGR時可以直接與RNF43和ZNRF3結(jié)合以增強Wnt/β-catenin信號通路[13]。由此可見，Rspos家族可通過不同機制增強Wnt/β-catenin信號通路，調(diào)節(jié)細胞增殖、內(nèi)臟器官形成及肌肉、骨骼、血管等組織生長發(fā)育。

3 Rspos與泌尿系統(tǒng)惡性腫瘤

Rspo1和Rspo3在胚胎腎中表達，是正常發(fā)育所需。Rspo1/3通過激活Wnt/β-catenin信號通路維持發(fā)育過程中腎臟祖細胞池并促進腎單位祖細胞參與分化[14]。Kaplan-Meier生存分析表明，高表達Rspo3的膀胱癌患者無復發(fā)生存期較短，Rspos可作為膀胱惡性腫瘤預測預后的潛在生物標志物，可能成為新的治療靶點。但Dong X等[15]報道沉默Rspo2與結(jié)直腸癌患者的腫瘤轉(zhuǎn)移和生存率低有關(guān)。這些結(jié)果表明，Rspos家族可能同時作為人類惡性腫瘤的有利和不利的預后標志物。Rspo3在膀胱惡性腫瘤細胞及組織中高表達，Rspo3通過對Wnt/β-catenin和Hedgehog信號通路的調(diào)控，加強膀胱癌細胞的增殖、分化、侵襲及血管生成等作用。而在此項研究中，膀胱癌組織和細胞中LGR4-6的表達與Rspo3表達無關(guān)。結(jié)果表明，在膀胱癌中Rspo3可能通過LGR無關(guān)的信號傳導機制增強Wnt信號傳導[16]。Kotolloshi R等[17]研究發(fā)現(xiàn)，特異性抑制劑iCRT3可以抑制Wnt/β-連環(huán)蛋白信號傳導并對膀胱癌細胞的增殖顯著抑制，表明Wnt/β-連環(huán)蛋白信號傳導可以促進膀胱癌細胞生長。高表達的Rspo2通過影響Wnt/β-catenin信號通路增加膀胱癌細胞生長和侵襲的作用，基因集富集分析(GSEA)證明Rspos與局灶性黏附和免疫細胞浸潤有關(guān)，Rspos可以通過調(diào)節(jié)細胞黏附、局灶性黏附、CD4 T細胞和巨噬細胞浸潤來影響膀胱癌的進展[18]。基因表達分析顯示，反應性腫瘤中的抗Rspos治療強烈抑制癌癥和正常干細胞相關(guān)的Wnt/β-catenin靶基因?？傊诎螂装┘毎?，Rspo2、Rspo3被證實通過激活Wnt/β-catenin信號通路促進癌細胞的生長、更新，但具體機制不詳。此外，抗Rspo2、Rspo3抗體抑制腫瘤的相關(guān)機制仍不清楚，Rspo2、Rspo3是否為膀胱癌新型治療靶點將是下一步研究的目標。

Wnt/β-catenin信號通路在前列腺發(fā)育成熟過程中必不可少[19]。Rspos已被確定可以增強前列腺類器官的生長和腔內(nèi)分化[20]。LGR4敲低在雄激素受體(AR)陽性前列腺癌細胞中加重細胞凋亡，降低了細胞通量，相反，Rspo1刺激增強細胞通量，促進雄激素受體的表達，并上調(diào)DNA修復基因表達[21]。LGR4具有通過調(diào)控上皮-間充質(zhì)轉(zhuǎn)化(EMT)進而調(diào)節(jié)前列腺癌轉(zhuǎn)移的作用，是Rspo2促進Wnt/β-連環(huán)蛋白信號傳導的關(guān)鍵介質(zhì)[22]。前列腺癌中Rspo2上調(diào)導致Wnt信號異常激活，可以促進腫瘤生長[23]。與正常前列腺相比，前列腺癌中的Rspo3水平較低，轉(zhuǎn)移性疾病有進一步降低的趨勢[24]。Rspo3 siRNA介導的人前列腺癌細胞系中的敲低可增加癌細胞體外侵襲能力，支持Rspo3在前列腺癌中的腫瘤抑制作用。Rspo3表達下降的患者不復發(fā)率、生存率較低[24]。前列腺惡性腫瘤細胞表面Wnt/β--catenin信號通路成分的缺失可能導致異?；罨?，Wnt3A和Rspo1能通過與低密度脂蛋白受體相關(guān)蛋白-5(LRP5)或LRP6結(jié)合活躍Wnt/β-連環(huán)蛋白信號，有研究證明Mesd蛋白(一種內(nèi)質(zhì)網(wǎng)伴侶)能阻斷Rspo1誘導的Wnt/β-catenin信號傳導，抑制前列腺癌細胞增殖[25]。抑制實驗已經(jīng)確定Rspos在多種癌癥類型中的致癌作用，抗Rspo1/2/3單克隆抗體(mAb)可有效減少體內(nèi)腫瘤生長[26]，可能為診治前列腺癌提供一種有效的方法，尤其是在Rspos改變的患者中。以上研究成果表明，Rspos家族在前列腺癌中的表達還存在爭議，對前列腺癌起雙重促進和抑制作用，Rspos在惡性腫瘤中的復雜調(diào)控機制尚未確定。隨著對Rspos的深入認識，未來Rspos家族可能會作為生物標志物或治療靶點在泌尿系統(tǒng)惡性腫瘤治療中發(fā)揮強大作用。

4 Rspos與生殖系統(tǒng)惡性腫瘤

卵巢癌在婦科惡性腫瘤中死亡率最高，其中惡性最高的類型是高級別漿液性卵巢癌(high-grade serous ovarian carcinoma，HGSOC)。HGSOC的組織起源主要歸因于兩個并列的上皮：卵巢表面上皮(ovarian surface epithelium，OSE)和輸卵管上皮(fallopian tube epithelium，F(xiàn)TE)[27]，人類的兩種上皮都受到Wnt信號傳導的調(diào)節(jié)，Rspos家族成員在這兩種上皮中以Rspo2的表達水平最低[28]。Wnt/β-catenin通路是促使卵巢癌獲得化療耐藥性的重要因素[29]。Rspo1過表達通過激活Wnt/β-catenin信號通路促進卵巢癌細胞的生長、存活和遷移，Rspo1敲低使卵巢癌細胞對化療的反應更敏感[30]。小鼠模型證實了持續(xù)表達的Rspo1激活了卵巢中的Wnt/β-catenin信號傳導，并導致顆粒細胞瘤(granulosa cell tumor，GCT)形成，提示Rspo1在卵巢中具有致癌作用[31]。Rspo1抗體能抑制OMP-OV19(一種表達Rspo1的卵巢腫瘤)生長。在卵巢癌中Rspo3表達升高，并促進腫瘤發(fā)展、轉(zhuǎn)移和疾病進展。生存分析顯示Rspo3是卵巢癌的獨立預后指標。Rspo3通過激活PI3K/Akt信號通路和調(diào)節(jié)EMT促進卵巢癌的侵襲性，而普通Wnt/β-catenin通路未參與[32]。體外敲低Rspo3顯著抑制卵巢癌細胞的侵襲能力?？筊spo3在幾種Rspo3高表達的腫瘤中顯示出顯著的抗腫瘤活性，其中包括卵巢癌OMP-OV38，主要機制是抑制腫瘤細胞的自我更新途徑[26]。上述實驗表示，Rspos對卵巢癌發(fā)生具有促進作用，但作用的通路存在差異。Wnt/β-catenin通路已被證明有助于卵巢癌的發(fā)生、轉(zhuǎn)移、化學耐藥性和復發(fā)，抗Rspos抗體可能成為卵巢癌治療新靶點，但Rspos家族各成員在卵巢癌中具體作用尚不清楚。

在婦科惡性腫瘤中，子宮頸癌發(fā)病率位居第一。Wnt/β-catenin通路已被證明有助于宮頸癌發(fā)生發(fā)展、侵襲和治療抵抗[33]。葛彥等[34]研究發(fā)現(xiàn)，裸鼠體內(nèi)Rspo1/LGR5途徑可促進宮頸癌細胞株SiHa成瘤和生長。Jichan Nie等[35]研究初步表明，Rspo1和Slit2(果蠅Slit2基因的人類同源物)可能是宮頸癌患者術(shù)后接受化療或放療的潛在標志物。在宮頸癌組織和細胞中，Rspo1顯著低表達，而miR-592呈高表達，通過分析驗證Rspo1與miR-592之間的表達呈負相關(guān)性，并且下調(diào)miR-592可通過調(diào)控Rspo1抵抗宮頸癌細胞的生存、生長、遷移和侵襲[36]。體內(nèi)測定顯示，miR-4455表達與Rspo4表達成反比，并且高表達miR-4455通過調(diào)節(jié)Rspo4抵抗宮頸癌生長[37]。Rspos家族對子宮頸癌的發(fā)生、發(fā)展的影響機制還不十分清晰，進一步研究Rspos家族有助于子宮頸癌的檢測和治療。

5 結(jié)語與展望

綜上所述，Rspos家族通過Wnt/β-catenin通路的活化，既參與泌尿生殖系統(tǒng)惡性腫瘤的發(fā)生、發(fā)展及預后的調(diào)控，又與細胞的分化、轉(zhuǎn)移密切相關(guān)。由于Rspos蛋白的生物功能特性以及目前對經(jīng)典Wnt/β-catenin通路的研究已深入到了基因水平，并證明Rspos家族是Wnt/β-catenin信號通路的重要調(diào)節(jié)因子，因此上述研究可佐證Rspos在不同類型腫瘤中的作用可能有所區(qū)別，既可以促進腫瘤的發(fā)生、發(fā)展，亦可能作為腫瘤抑制劑。目前，對Rspos家族的認識主要來自胃腸道腫瘤的研究，在泌尿生殖系統(tǒng)腫瘤的研究尚處于起步階段，在信號轉(zhuǎn)導、干細胞的發(fā)育和腫瘤形成等過程中的作用機制尚不清楚。同時，研究人員也在努力開發(fā)不同水平上Wnt/β-catenin通路的治療劑，一些首次發(fā)表的研究探索了通過靶向Rspos活性抑制腫瘤生長的可能性。Rspos家族是否能激活Wnt/β-catenin以外的通路發(fā)揮作用，需要進一步研究。抑制Rspos的藥物能夠明顯控制癌癥發(fā)展、誘導癌細胞分化及降低腫瘤耐藥性。因此進一步研究Rspos與腫瘤發(fā)展的關(guān)系對腫瘤干細胞和腫瘤的發(fā)生發(fā)展以及診斷、治療、預后都有重要意義。