Wnt10B在肿瘤和疾病发生中的作用

吴国慧，孙 莉

桂林医学院，广西桂林 541000

Wnt10B在肿瘤和疾病发生中的作用

吴国慧，孙 莉

桂林医学院，广西桂林 541000

Wnt10B是Wnt蛋白家族成员之一，在正常发育和肿瘤性转化中起着至关重要的作用。Wnt10B在脂肪组织、骨骼、肝、胃肠和皮肤中，可以调控细胞多能性及决定细胞命运，这些过程的异常会引起肥胖、糖尿病、骨质疏松、组织器官纤维化以及癌症等。本文就Wnt10B在疾病中所起作用及相关分子生物学机制的最新研究进展作一综述，为相关疾病研究提供新思路。

Wnt10B；肿瘤；脂肪；炎症；纤维化

Wnt是一个分泌蛋白家族，调控不同的发育过程。Wnt蛋白通过自分泌或旁分泌作用与位于细胞膜上的受体结合，激活细胞内信号通路，调节靶基因表达，对细胞的增殖、分化、迁移、极性化和凋亡起着重要作用。目前已发现19种Wnt蛋白参与了细胞生长分化、胚胎形成及肿瘤发生。Wnt10B是Wnt蛋白家族成员之一，又名Wnt12，是在研究小鼠乳腺肿瘤病毒(mouse mammary tumour virus，MMTV)插入位点时发现的，被激活后导致小鼠乳腺肿瘤的发生。Wnt10B编码的分泌型蛋白能够激活高度保守的经典Wnt/ β-catenin信号通路，从而引发β-catenin/T细胞因子/淋巴增强转录因子介导的转录过程。Wnt通路的过度激活与癌症密切相关，其失调还可引起炎症反应和代谢紊乱等[1]。近年来关于Wnt10B的研究主要集中在Wnt10B与脂肪细胞及成骨细胞的活性方面，本文对Wnt10B与肿瘤及其他疾病的关系做进一步综述充实[2-3]。

1 Wnt10B

经典Wnt/β-catenin信号途径是一种在多细胞生物体内广泛存在，具有高度同源性和进化保守性的信号转导通路。近来研究显示其参与生物体的生长发育调控，并对多种细胞的分化具有调节作用[4]。Wnt蛋白是一种富含半胱氨酸、高度保守的分泌性糖蛋白，至今发现19种Wnt蛋白，其中参与经典通路的有Wnt1、Wnt3、Wnt3A、Wnt7A、Wnt7B、Wnt8、Wnt10A、Wnt10B等，Wnt蛋白通过自分泌或旁分泌发挥作用。Wnt蛋白与膜相关受体Frizzled及联合受体低密度脂蛋白受体相关蛋白5/6结合后激活Wnt/ β-catenin信号途径。Wnt/β-catenin信号途径的激活能够抑制糖原合成激酶3β的活性，进而阻止β-catenin的降解。β-catenin在细胞质中积累，并进入细胞核，与T细胞因子/淋巴增强转录因子相互作用，调节靶基因的表达，引起细胞生物活性的改变。

2 Wnt10B与肿瘤的相关研究

已有研究结果表明：Wnt10B可诱导细胞增殖；其过表达可促进细胞发育，提示Wnt10B对细胞增殖和组织生长确有作用[5]。

2.1 乳腺癌 Wnt10B转基因鼠以一种单独的方式形成乳腺肿瘤。已证实由MMTV启动子控制的Wnt10B在鼠乳腺上皮细胞的转基因表达会引起乳腺增生、增殖和分支能力增强。由MMTV启动子诱导的小鼠肿瘤和人乳腺癌极其相似。期望能够用MMTV启动子诱导的乳腺肿瘤小鼠模型作为一个有价值的工具，探索乳腺肿瘤新的Wnt信号通路靶向分子治疗策略。在乳腺发育过程中，Wnt配体最早(胚胎第11.5天)在乳腺间叶原基中表达，而且以界定的乳头线为特征，Wnt10B似乎起着非常重要的作用[6]。Wend等[7]研究发现，Wnt10B可以通过激活Wnt/β-catenin通路引起高迁移率族蛋白A2的表达而促进高侵袭性乳腺癌细胞的增殖，表明Wnt10B在乳腺癌的发生发展中起重要作用。

2.2 骨肉瘤 有研究证实Wnt10B在骨肉瘤组织中的表达可影响骨肉瘤患者的预后。刘永明[8]利用免疫组织化学技术S-P法检测15例骨软骨瘤和55例骨肉瘤中的Wnt10B及β-catenin的表达，发现两者在骨肉瘤组织中均呈高表达，而在骨软骨瘤组织中低表达；在骨肉瘤的Enneeking外科分期中，Ⅱ、Ⅲ期的Wnt10B和β-catenin蛋白表达均高于Ⅰ期，提示两者的表达在骨肉瘤的发生发展中起重要作用，并且与骨肉瘤的恶性程度有关。Wnt10B和β-catenin蛋白在有转移的骨肉瘤组织中的表达远高于未发生转移者，提示Wnt10B和β-catenin蛋白可能与骨肉瘤的浸润和转移有关。Wnt10B和β-catenin作为Wnt通路的重要成员，两者在骨肉瘤组织中的表达呈正相关，推测Wnt10B可能通过调节β-catenin的表达而实现其在骨肉瘤中的生物学作用。

2.3 肝癌、结肠癌 Wnt/β-catenin通路在结直肠癌发生早期发挥关键作用。结肠腺瘤样息肉(adenomatous polyposis coli，APC)蛋白严密控制β-catenin的稳定性，防止Wnt通路过度激活而导致细胞增殖加剧，而在超过60%的结直肠腺瘤及结直肠癌中APC基因表达下调[9]。Ji等[10]证明肝癌中microRNA-181s可在转录水平被Wnt/β-catenin通路活化。Yoshikawa等[11]发现在原发性肝癌和结肠癌中异常Wnt10B DNA的高表达，提示Wnt10B可能与肝癌和结肠癌发生发展有关。研究表明，在肝细胞癌中存在Wnt1、Wnt2、Wnt3和Wnt10B蛋白的高表达，这些Wnt蛋白的异常表达是Wnt信号通路异常活化的重要起始条件[12]。Yoshikawa等[11]发现在11/24的原发性肝癌和7/46的结肠癌样本中存在Wnt10B启动子区异常的DNA甲基化，而在正常样本中未发现。7/10的原发性肝癌和1/2的结肠癌细胞株表达大量的Wnt10B RNA。在10例(DNA/RNA)匹配的原发性肝癌样本中，3例表现甲基化而Wnt10B无表达；4例未甲基化却表达Wnt10B；3例非肿瘤性肝样本既不表现甲基化也不表达Wnt10B。由此推测Wnt10B能被DNA甲基化沉默，且以β-catenin依赖的方式抑制细胞生长，表达水平与β-catenin/TCF活性密切相关，在Wnt-10基因敲除的细胞中β-catenin及下游靶基因如C-myc、CyclinD1的表达下调。2.4 其他肿瘤 除此之外，王林等[13]研究发现胃癌组织中Wnt10B mRNA和蛋白表达水平明显高于癌旁组织，且胃癌组织中Wnt10B mRNA表达阳性率与肿瘤远处转移有关，表明Wnt10B在胃癌组织中呈活化状态，可能参与胃癌的发生发展。陈红漫和薛凤霞[14]应用组织芯片技术检测到Wnt10B在癌性、增生性及正常内膜的阳性表达率逐渐下降，推断子宫内膜癌由正常、增生到癌变的过程中，Wnt10B可能起重要作用，并且还可能是过多雌激素刺激导致子宫内膜癌的机制之一。

3 Wnt10B与其他疾病的相关研究

3.1 代谢异常 Wnt10B与脂肪代谢密切相关，研究显示Wnt10B在3T3-L1中的过表达阻碍脂肪形成，而Wnt10B信号的中断促进脂肪形成[15]。Vanella等[3]发现血红素加氧酶表达量伴随Wnt10B蛋白表达的增加而增加，Wnt10B在前脂肪细胞中高表达，成脂分化后迅速下降。推测Wnt10B可能是血红素加氧酶的靶基因，通过使小脂肪细胞数量增加、释放脂联素、IL-1和IL-6水平下降，引起脂肪形成减少。

有研究者认为，Wnt10B单核苷酸多态性可能和肥胖有关。Kim等[16]研究了Wnt10B的多态性与韩国女性的体脂量和腹部脂肪面积的相关性，结果表明：607G＞C基因型与腹部总脂肪和腹部皮下脂肪面积显著相关。Van Camp等[17]对546名肥胖儿童和青少年、86名肥胖症成人和447名瘦且健康者的Wnt10B突变进行高分辨率熔化曲线分析和直接测序，发现Wnt10B变异不会导致人群中的单基因肥胖。然而这些流行病学研究仅分析了有限的人群，Wnt10B突变和肥胖症的关系有待于在其他种族人群中进一步证实。

研究表明固醇调节元件结合蛋白1C和Wnt10B在肌肉个体发育和再生以及卫星细胞分化中相互抑制。Alcaraz等[18]研究发现，Wnt10B通过骨骼肌细胞调节胰岛素敏感性，骨骼肌细胞中的Wnt/β-catenin信号途径通过下调固醇调节元件结合蛋白1C的表达，减少肌细胞内的脂质沉积；特异激活丝氨酸/蛋白激酶和腺苷酸活化蛋白激酶通路增加胰岛素效应；抑制胰岛素敏感和胰岛素抵抗的肌小管中的MAPK通路来改善胰岛素敏感性。这些通路和Wnt/β-catenin途径在骨骼肌细胞中的相互作用提示Wnt10B可能存在器官选择性调节。由此可以推测Wnt10B诱导的Wnt/β-catenin信号通路激活对于修复糖尿病患者胰岛素抵抗肌管细胞中的胰岛素敏感性可能有帮助，有望用于再生医学及靶向治疗肥胖和糖尿病人群。

3.2 关节炎 Wnt10B是经典Wnt信号通路的配体，同骨骼发育及鼠和人类的骨髓间充质祖细胞有关，其表达可促进骨髓基质干细胞的更新。Stevens等[19]检测刚出生的Wnt10B基因缺失的小鼠骨沉积量和生长速度，发现Wnt10B能增加骨密度，使骨小梁的数量和厚度增加，促进成骨分化，维持成人骨骼中成骨祖细胞的数量。在鼠关节炎模型中，炎症控制后骨的重吸收停止，造骨细胞介导骨形成，修复侵蚀骨。同时炎症控制后伴随明显的Wnt通路改变，即在炎症控制阶段Wnt负调控基因分泌型卷曲相关蛋白(secreted frizzled related protein，SFRP1、SFRP2)表达下调，Wnt10B表达上调，说明炎症调控了Wnt通路，同时Wnt通路对造骨细胞介导的软骨修复是至关重要的[20]。Wnt10B在软骨细胞和骨髓间质细胞中的作用仍待进一步研究。

3.3 组织器官纤维化 Wnt10B与组织器官纤维化有一定关系。Zhu等[21]通过研究首次发现肝星状细胞源性Delta-样1同系物(DLK1)在肝部分切除术后的早期最可能通过DLKWnt10B通路发挥促进肝实质细胞增生和肝再生的枢纽作用。研究发现，在实验小鼠肺气肿模型肺组织中，Wnt10B水平明显下调，表明Wnt10B可能参与了慢性阻塞性肺疾病肺实质及肺泡壁的损伤过程[22]。系统性硬化症是一种以皮肤逐渐纤维化为特点的复杂疾病。Bayle等[23]分析系统性硬化症模型小鼠，发现Wnt2、Wnt9、Wnt10B和Wnt11基因表达水平上调，同时诱导Wnt蛋白、SFRP2和SFRP4的分泌。Wnt10B在皮肤成纤维细胞中的异位表达会引起皮肤纤维化增强，肌成纤维细胞累积和纤维化基因表达水平上调[24]。

3.4 其他疾病 Wnt10B基因突变能引起人手/足裂畸形。Khan等[5]进行基因型和单体型分析，以及Wnt10B的突变分析、序列分析，检测到核苷酸986位有纯合子C到G的易位(c.986C＞G)，这会导致Wnt10B蛋白的氨基酸329位苏氨酸残基置换为精氨酸(p.Thr329Arg)。而329位发生突变的苏氨酸残基在Wnt10B其他的同源序列中是高度保守的。Wnt10B结构的改变极大可能会影响蛋白与其他蛋白之间的交互作用。Khan等通过Wnt10B基因的突变筛查发现了一个新的序列变异(c.986C＞G，p.Thr329Arg)，这是发现的Wnt10B基因引起常染色体隐性手/足裂畸形的第3个变异。

Wnt信号通路在毛囊形态生成和再生中起重要作用，而Wnt10B与毛囊生长的关系逐渐成为研究热点。在体外鼠双阳性干细胞中检测Wnt10B的功能，发现Wnt10B通过增加分化标记物的表达来抑制细胞增殖[25]。之前有研究显示Wnt10B可能通过经典Wnt信号途径促进体外毛囊生长[26]。丽春等[27]检测Wnt10B在内蒙古成年绒山羊皮肤组织中毛囊各期的表达量。结果显示，Wnt10B在毛囊生长中期和休止前期高表达。提示Wnt10B参与内蒙古绒山羊毛囊生长的信号传递过程，并在退行期和休止期转变过程中发挥作用。Li等[28]利用腺病毒介导的Wnt10B皮内注射法建立了体内小鼠模型，发现Wnt10B在生长期毛囊中表达，而在退化期或静止期不表达。注射腺病毒介导的Wnt10B 24 h后，Wnt10B mRNA表达水平大约增加14倍。随着时间推移，mRNA表达水平下降。而且腺病毒介导的Wnt10B对促进再生有剂量特定效应。随后又用小干扰RNA干扰Wnt10B在体内的表达，发现在腺病毒介导的小干扰RNA Wnt10B注射区，生长期推迟，表明Wnt10B是毛囊再生的激活剂。另有研究表明，Wnt10B能够通过经典的β-catenin信号通路作用于人毛乳头细胞，并通过上调体外长期培养的人毛乳头细胞标记物碱性磷酸酶和胰岛素样生长因子-1的表达水平来维持其毛囊诱导能力[29]。研究发现，Wnt10B基因在鹅整个胚胎期的毛囊发育中一直动态表达，推测Wnt10B基因对初级毛囊和次级毛囊的形成及发育可能起着重要的促进作用。由此得出，Wnt10B在毛囊周期性再生中起至关重要的作用，由Wnt10B诱导的再生的毛囊结构正常，只是更大些，长期观察无恶变。因此，Wnt10B可望用于治疗毛囊相关疾病。

李战宁和王坤正[30]将20只远交群雌性大鼠分为切除双侧卵巢去势组和正常组，术后3个月检测血清中Wnt10B表达量，结果显示去势组大鼠Wnt10B mRNA和蛋白水平均低于正常组，提示Wnt10B可能通过调节成骨过程参与骨质疏松症的发展。此外，高红等[31]收集散发性先天性巨结肠症(hirschsprung's disease，HD)狭窄段和正常段组织标本各60例，检测Wnt10B基因在HD中的表达，结果显示狭窄段肠管中Wnt10B mRNA和蛋白表达量均高于正常段肠管，且Wnt10B在HD狭窄段肠壁的肌间和黏膜下细胞胞质内的表达量显著高于正常段肠壁。表明Wnt10B与HD的发生发展密切相关，可能影响肠神经嵴细胞的发育、分化与生成，可望通过抑制Wnt10B的表达辅助HD的治疗。

4 结语

Wnt10B作为经典Wnt/β-catenin信号通路的重要成员之一，在人类许多肿瘤及相关疾病中异常高表达，提示Wnt10B异常具有致病作用，以Wnt10B为靶向的治疗，如利用RNA干扰技术、Wnt拮抗剂治疗肿瘤及相关疾病，值得进一步研究。但由于特定细胞类型、不同时空和Wnt10B有关的信号传导途径的复杂性以及肿瘤的发生发展是多基因参与、多步骤形成的复杂过程，目前仍有许多问题有待阐明。相信随着对该信号分子认识的不断深入，有效而不良反应少的Wnt10B靶向药物开发和临床应用将揭开一个新的篇章。

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Role of Wnt10B in development of neoplasms and diseases

WU Guo-hui, SUN Li
Guilin Medical University, Guilin 541000, Guangxi Province, China

SUN Li. Email: sunli2196@glmc.edu.cn

As one member of Wnt protein family, Wnt10B plays a vital role in the process of normal development and neoplastic transformation. Wnt10B can control the pluripotency and fate of cells in adipose tissue, bone, liver, stomach, intestine and skin, which will cause obesity, diabetes, osteoporosis, tissue fibrosis, cancer and so on. This review elucidates the role of Wnt10B in the development of diseases, which can provide new ideas for related diseases.

Wnt10B; neoplasms; fat; inflammation; fibrosis

R 73-3

A

2095-5227(2014)11-1174-05

10.3969/j.issn.2095-5227.2014.11.026

时间：2014-07-09 09:30 网络出版地址：http://www.cnki.net/kcms/detail/11.3275.R.20140709.0930.001.html

2014-05-08

2012年广西壮族自治区科技厅基金(桂科攻12300017)

Supported by the Department of Science and Technology of Guangxi Zhuang Autonomous Region in 2012(桂科攻12300017)

吴国慧，女，硕士。研究方向：肿瘤相关基因多态性。Email: ghwu19880827@foxmail.com

孙莉，女，硕士生导师，教授，副院长。Email: sunli2196@glmc.edu.cn