Wnt信号途径与常见皮肤肿瘤

刘之力

(大连市皮肤病医院美容皮肤科，辽宁大连 116021)

近年来研究证实，Wnt途径是调控细胞生长发育和分化的关键途径，大量实验表明Wnt途径控制着发育的多个过程，例如Wnt途径调节细胞间质与细胞之间的关系、细胞极性、细胞的分化、增殖和控制脊腹椎的形成等［1］。Wnt途径不仅对正常胚胎发育起着重要作用，调控中枢神经系统的形成，而且其异常的时空表达或激活将导致细胞恶性转变和肿瘤发生［2］。

1 Wnt途径的组成和结构

1.1 Wnt的组成和结构

Wnt是分子量约4万的分泌型糖蛋白，在各种属生物中分布广泛，Wnt信号参与大脑的形成、参与轴突形成的起始过程和脊椎动物的肢体起始和顶端外胚层脊的形成，出生后还参与细胞的增殖、分化。在哺乳动物细胞，Wnt由7次膜贯穿型受体Frizled、低密度脂蛋白受体相关蛋白(LDL receptor related protein，LRP)、β－连环蛋白 (βcatenin)、Dishevelled(Dsh/Dvl)蛋白、糖原合成酶激酶3β (glycogen synthase kinase－3，GSK －3β)、转录因子TCF/Lef(T－cell facto/lymphoid enhancer factor)、抑癌基因产物APC、轴蛋白Axin等构成。

1.2 Wnt信号转导和激活途径

在非增殖状态的正常细胞中，绝大多数β－catenin结合于质膜，介导钙黏蛋白依赖的细胞间粘连;小部分βcatenin与APC、GSK3、轴蛋白等结合形成复合物，仅少量β－catenin游离存在于细胞内。β－catenin与APC、GSK3、轴蛋白等结合形成的多蛋白复合体促进β－catenin很快被细胞中蛋白酶体降解，使细胞内β－catenin保持低水平状态。当Wnt信号活化时，与Frizzled/LRP结合，抑制GSK－3的活性，当GSK3被Wnt信号抑制，或APC、轴蛋白等负性调控因子失活，均导致β－catenin降解受到抑制，使得游离β－catenin增多，移位到细胞核内，激活下游转录因子，β－catenin移位后可与TCF/Lef形成复合体，通过促进c－Myc、vegf、cyclinD1等靶基因的表达，调控细胞的各种生理机能。目前常常把β－catenin在细胞核内的定位作为细胞恶性转变和肿瘤发生过程中Wnt通路活化的诊断标志。

Wnt信号激活途径主要有4种:Wnt/β－cantenin途径(经典途径);平面的细胞极性途径 (planar cell polarity pathway);Wnt/Ca2+途径和Wnt/蛋白激酶A途径。经典途径和非经典途径错综复杂的交互作用调节Wnt信号途径的激活［3－4］。

2 Wnt与肿瘤的发生和转移

2.1 Wnt与肿瘤的发生

Wnt通路异常变化，通路中任何成分发生改变或Wnt基因本身变化都可能引发细胞癌变［5］。胃癌的结果显示，β－catenin的核易位在胃癌组织中频发出现，膜上β－catenin表达消失和胞浆/胞核内的积聚并非由基因突变所致，核内β－catenin的表达与肿瘤的侵袭状况密切相关。通过对Wnt途径上下游代表因子如c－Myc、vegf、cyclinD1和Tcf4等研究，发现Wnt信号途径在胃癌的发生发展和癌细胞的侵袭转移中也发挥着重要的作用［10］。至今已发现10余种肿瘤都存在Wnt途径异常，包括结直肠癌、肝癌、腺癌、甲状腺癌、黑色素瘤、前列腺癌、内皮样卵巢癌和子宫内膜癌等。

2.2 Wnt途径激活与肿瘤细胞的侵袭和转移

癌细胞的侵袭和转移部分原因是细胞间粘附的破坏。E－cadherin影响细胞间粘附和细胞骨架动力学，β－cantenin除了参与Wnt信号转导外，还与E－cadherin形成复合物定位于细胞膜，维持细胞间的粘附，失调的Wnt/E－cadherin在口腔癌发病中有重要作用［6］。结肠癌研究中发现，在胞核内可观察到β－cantenin表达，然而肿瘤侵袭前缘，癌细胞膜上E－cadherin表达基本消失［7］。推测Wnt信号途径可能影响E－cadherin的表达，利于肿瘤细胞的侵袭。结肠腺瘤性息肉病基因APC的突变也降低E－cadherin介导的细胞间的粘附，促进肿瘤的侵袭和转移［8］。

在肿瘤侵袭和转移过程中，细胞外基质的降解也是重要的原因，癌细胞只有破坏细胞外基质才可侵入血管，并随血流转移到其它组织器官。蛋白水解酶可以降解细胞外基质，最为重要的是基质金属蛋白酶 (MMPs)。研究表明Wnt途径的靶基因COX－2可增强MMPs的表达，从而促进肿瘤的侵袭转移。COX－2也可增强一些生长因子如PDGF等的表达，促进肿瘤血管生成，APC的突变可提高COX－2的活性［11］。Katoh M表明肿瘤产生时，血管生成萌芽、形成和血管腔稳定是顺序发生的过程，Wnt信号直接或间接调节血管生成、迁移和内皮细胞的扩散。人们已通过合成小分子化合物和单克隆抗体阻断血管内皮生长因子(VEGF)信号作为治疗癌症的方法［12］。深刻理解时空交互的信号网络对于有针对性的治疗肿瘤有特殊意义。

3 Wnt在皮肤肿瘤中的研究进展

3.1 Wnt通路与恶性黑素瘤

Wnt的表达与恶性黑素瘤直接相关。Pham等［13］的研究提示，小细胞恶性黑素瘤Wnt2、Wnt5a、Wnt7b和Wnt10b的表达与良性色素痣类似。而在大细胞多形态恶性黑素瘤高表达Wnt10b，低表达Wnt5a，不表达Wnt2。Wnt7b的表达也是不同的。Wnt配体的表达方式与恶性黑素瘤组织病理学特征有关，可为该病的分子学分类提供基础。Sherwood V等［14］发现黑素瘤细胞中激活的Wnt5a信号，通过增加了有氧糖酵解改变细胞能量代谢，而且Wnt5a与乳酸脱氢酶V表达具有临床相关性。他还发现表达Wnt5a的载体转染黑素瘤细胞，细胞侵袭性增加;反之，阻断Wnt5a信号通路，则可抑制侵袭。由此推断Wnt5a在人类黑素瘤中表达直接与肿瘤分级相关，并且直接影响黑素瘤细胞的运动和侵袭。因此，Wnt5a介导的信号通路可作为调节肿瘤细胞新陈代谢的新靶点。

β－catenin在细胞膜表达的丢失与皮肤黑素瘤的进展有一定联系。Demunter等［15］研究发现在黑素瘤的不同生长阶段或原位、转移性黑素瘤均显示膜β－catenin着色有缺失，激活Wnt/β－catenin可引起黑色素瘤的增殖和转移［16］。Wnt信号在黑色素瘤中作用是复杂的，需要调节多个下游基因的表达。新的研究指出Wnt5A的作用和ARF6促使β－catenin表达与黑色素瘤转移密切相关。此研究对于定义不同的亚种的黑色素瘤细胞对治疗反应的不同有重要意义［9］11。

3.2 Wnt通路与基底细胞癌

Brinkhuizen T等［17］研究了101例基底细胞癌 (BCC)，其中28例显示β－catenin的核定位，提示β－catenin的核着色是基底细胞癌的一个特征，Wnt通路可能发挥作用，而部分不表现β－catenin核定位的样本细胞膜高表达E－cadherin，达94.1%。Bongiovanni L等也证实在基底细胞癌发生中β－catenin是Wnt信号通路的关键因子［18］。Jee BA等［19］比较分析BCC的基因表达，将BCC分为三个亚型，经典的BCC、类鳞状细胞癌 (SCC)基癌和类正常皮肤基癌。经典的BCC显示Wnt和Hedgehog信号通路的激活和转录，这是众所周知的BCC的关键特性。类SCC基癌富含免疫反应基因和氧化应激相关基因。类正常皮肤基癌显示代谢过程的激活，特别是脂肪酸代谢。尽管BCC拥有共同病理和临床特征，他们的相似性和异质性在分子水平没有充分阐述。利用Wnt信号通路有助于我们将BCC进一步分型。

3.3 Wnt通路与毛囊发育和毛囊皮脂腺相关的肿瘤

Fu J等［20］研究揭示Wnt信号在表皮和真皮具有不同的角色和特定功能，Wnt信号在不同的阶段动态调节毛囊形态发生，在毛囊发育过程中起重要作用。β－catenin能诱导角质形成细胞、真皮乳头细胞和黑素细胞的微环境形成。Beaudoin等［21］将Hairless(Hr)基因 (Hr基因调节毛囊再生)转给Hr基因敲除小鼠，结果出现Wnt信号的周期性表达，说明Wnt与Hr基因共同作用调节毛囊再生。小鼠皮肤发育过程中过度表达β－catenin时，可在已存在的毛囊之间诱导形成新毛囊，这些毛囊具有毛乳头及皮脂腺，发育良好，但存在发育定向障碍。

Qiu W 等［22］研究发现毛囊干细胞 (hair follicle stem cells，HFSCs)有可能分化成皮脂腺细胞、毛囊和表皮角化细胞，皮脂腺祖细胞的异常导致皮脂肿瘤的发展。皮脂小叶皮脂肿瘤中Wnt10b/β－catenin信号分子是重要的激活途径。异常激活HFSCs和Wnt10b/β－catenin信号与皮脂肿瘤的发展相关。Rishikaysh P［23］证实毛囊形态发生取决于Wnt，Shh，Notch，BMP和其他信号通路相互作用于上皮和间充质细胞。这些通路失调会导致某些异常，甚至肿瘤的发生。

4 结 语

皮肤肿瘤发生是多基因参与，内因、外因共同作用，经过多个阶段才最终形成的极其复杂的生物学现象。皮肤信号通路的失调可造成细胞异常增殖和肿瘤易感性。Wnt通路的失调和多种皮肤肿瘤形成的关联已得到广泛的认同，抑制该通路的各类分子靶向治疗正在临床中积极探索，但是我们也不要忽视Wnt通路与其他信号通路相对时空性等综合作用在皮肤肿瘤发病机制中的意义，为早期诊断以及早期预防等方面开拓一个新的领域。

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