Wnt非经典通路中Wnt5a的研究现状

秦月明综述，梁文红审校（遵义医学院，贵州遵义563003）

Wnt非经典通路中Wnt5a的研究现状

秦月明综述，梁文红△审校
（遵义医学院，贵州遵义563003）

基因；炎症；肿瘤；Wnt蛋白质类；综述

Wnt基因最初是在小鼠的乳腺癌中发现的，在多种组织中广泛表达。可以调节细胞的增殖、分化、迁移、极性和死亡。有研究表明，Wnt信号通路与多种干细胞的自我更新密切相关，而且在神经形成及一些肿瘤的病理发生过程中起重要作用。Wnt信号通路对干细胞的生物学行为也很重要，其与酪氨酸激酶之间的相互作用，可调节细胞的增殖、成熟及分化，而这种动态的相互作用确保了细胞在增殖和分化间达到一种平衡。因此，Wnt信号参与了干细胞的多能性维持或分化，以及细胞增殖。Wnt通路中Wnt/Ca2+通路与Wnt/β-catenin通路可相互作用。Wnt5a是Wnt家族中的成员。其既能作用于经典的Wnt/β-catenin通路，又能活化非经典的Wnt/ Ca2+通路。本文就其研究现状作一综述。

1　Wnt信号通路及其调节因素

Wnt得名于wingless与int。Wnt信号转导通路是由Wnt蛋白所介导的信号转导通路，为一个复杂的蛋白质作用网络，其功能常见于胚胎发育和某些正常生理过程［1］。Wnt蛋白家族是一个富含半胱氨酸残基的分泌型糖蛋白大家族，广泛表达于多种组织，迄今为止已发现至少19个家族成员。在哺乳动物中，包括Wnt1、Wnt2、Wnt3、Wnt4、Wnt5a、Wnt6、Wnt7b、Wnt10b等被发现并证实。

Wnt信号通路对干细胞的生物学行为也很重要，其与酪氨酸激酶之间的相互作用，可调节细胞的增殖、成熟及分化，而这种动态的相互作用确保了细胞在增殖和分化间达到一种平衡。因此，Wnt信号参与了干细胞的多能性维持或分化，以及细胞增殖。

Wnt信号通路分为3条途径：（1）经典的Wnt信号途径，又称Wnt/β-catenin信号通路。β-catenin在该通路中起关键的信号传递作用。已有研究结果提示，β-catenin在细胞内的稳态和积聚调节对Wnt/β-catenin信号转导通路极为关键。（2）Wnt/Ca2+途径，该信号途径由Wnt11 或Wnt5a激活，通过钙调蛋白依赖激酶及钙调磷酸酶的作用，促进细胞内Ca2+释放激活蛋白激酶C，升高细胞内Ca2+浓度，活化T细胞核因子，可发挥抑癌作用。Wnt/ Ca2+通路是经典及细胞极性通路重要的调节代谢物。（3）Wnt/PCP途径（细胞极性通路），在脊椎动物中被称为Wnt/JNK激酶途径，由GTPase Rho A蛋白介导激活JNK（Wnt通路下游的一个中介分子），活化的JNK通过与转录因子c-Jun、ATF2氨基末端区结合使之发生磷酸化，进而调节基因的表达，对细胞骨架重排起调控作用。后2种为非经典通路。

细胞内存在着多种信号转导方式和途径，各种方式和途径间又有多个层次的交叉调控，正如不同的Wnt配体与靶细胞上不同的Wnt受体或复合受体特异性结合，决定细胞内不同的信号级联反应；或者同一Wnt配体通过不同Wnt受体途径激活多条信号通路，而各通路之间也存在相互作用，最终形成一个复杂的Wnt蛋白质作用网络。如Wnt5a能够阻止由Wnt3a引起的β-catenin依赖性的TCF转录因子的激活。这可能是Wnt5a和Wnt3a竞争与Frz受体结合的结果［2-4］，也可能是Wnt5a激活了促使β-catenin降解的基因表达。因此，Wnt5a在不同的低密度脂蛋白相关蛋白（LRP）、酪氨酸激酶样孤立受体2（Ror2）及Frz受体细胞中的表达，表现为对多条Wnt信号通路不同的调控能力。

2　Wnt5　a的结构及其受体

Wnt5a最早由Thomas Jefferson大学的Clark等发现，由1 172个腺嘌呤、884个胞嘧啶、946个鸟嘌呤、1 172个胸腺嘧啶组成。在生长和分化过程中Wnt5a参与细胞间的信号传递。

Wnt5a通过与不同的细胞表面受体组合相互作用而发挥不同的功能。Wnt5a蛋白通过与细胞跨膜受体结合，可将信号传递至细胞内，进而产生一系列反应。最常见的受体就是Frizzled受体（一个7次跨膜受体蛋白）。目前至少有Fz3、Fz4、Fz5和Fz8受体参与了Wnt5a信号通路。Fz7参与小鼠成纤维细胞中由Wnt5a诱导的AP-1激活和Dv1聚合。Fz2可以介导Wnt5a依赖的细胞使其增高钙离子浓度。表明Wnt5a发挥调节细胞的作用是通过与各种不同的Fz受体结合达到的。

作为另一种Wnt受体——Ror2是一种含有酪氨酸激酶的单次跨膜受体蛋白。Wnt5a通过与Fz受体和Ror2形成一个三重复合体将信号传递至细胞内，从而发挥作用。Ror2可特异性激活Wnt5a信号通路。另外，表型和Ror2或Fz受体缺失的小鼠表型与敲除Wnt5a的相似，均表现为面部畸形、侏儒、尾巴短小或呼吸系统障碍等症状。在成骨细胞谱系细胞向破骨细胞前体转化的过程中，Wnt5a-Ror2信号途径可促进破骨细胞发生，为相关疾病提供了治疗方向。此外，Wnt5a参与其磷酸化过程的受体有可能是Ror1。已证实Wnt5a的另2种受体，受体样酪氨酸激酶Ryk与轴向生长有关，而酪氨酸激酶样受体PTK7与细胞的极性相关。

3　Wnt5　a与炎性反应的关系

刺激微生物可使Wnt5a的表达上调和释放增加，这提示Wnt5a极可能是潜在的炎症因子，具有促炎功能。因为当免疫细胞遇到炎症因子（如TNF-α等）或细菌产物（如内毒素等），单核巨噬细胞就会过表达Wnt5a，使细胞内Wnt5a的mRNA及蛋白质升高，从而促进Wnt5a的释放。反之，细胞释放出Wnt5a可以进一步促进免疫细胞分泌炎症因子。Wnt5a已经被认为是巨噬细胞的一种效应分子，或作为巨噬细胞中的促炎性细胞因子，参与炎症应答［5］。

较骨关节炎而言，类风湿性关节炎成纤维滑膜细胞中Wnt5a、Fz5的表达增加，并与受体激活配体（RANKL），如IL-6、IL-8、IL-15、核因子-1（NF-1）等表达增加相关，表明Wnt5a可诱导酶的释放、纤维细胞增生、炎症及关节损伤。IL-10也可介导Wnt5a诱导NF-κB抑制剂的活化，而且还可抑制foll样受体4（TLR-4）的表达［6］，从而发挥抗炎作用。

Wnt5a参与调控动脉粥样硬化这一炎性反应介导的病变，介导的炎性反应涉及TLR、NF-κB经典炎症通路。Yang等［7］报道，在小鼠体内采用腺病毒敲低Wnt5a，可减少炎症介质参与MAPK/NF-κB通路以减缓动脉粥样硬化疾病的进展。此外，Wnt5a通过Wnt非经典途径可诱导成纤维细胞增殖，并抑制其凋亡［8］。

Wnt5a的含量在脓毒症患者的血清中有显著升高。进一步的研究表明，Wnt5a/CaMKⅡ通路与炎性反应相关联，提示Wnt5a可能调控了该通路［9］。

此外，Wnt5a的表达上调也在增生性瘢痕的形成中与其增殖活动有关［10］。在创伤组织及靠近创口边缘毛囊中的Wnt信号发生上调。血清中Wnt5a水平在评估烧伤程度时也具有潜在价值。

4　Wnt5　a与肿瘤的关系

Wnt5a在参与肿瘤的发生发展中发挥多种功能，Wnt5a在组织中可对细胞的迁移、侵袭及血管的生成产生影响，并且对组织的修复和维持组织的稳态起着极其重要的作用，因此在许多肿瘤中，Wnt5a出现了表达缺失、降低或增高。

Wnt5a在黑色素瘤、鳞状上皮癌、纤维腺瘤、非小细胞肺癌、食管癌及胰腺癌细胞系中的表达显著增高［11-12］，且在舌癌、胃癌、肺癌、胰腺癌和前列腺癌中表达上调，其高表达常常与这些肿瘤的侵袭性、病情进展及预后不良相关。Wnt5a可分别通过依赖和非依赖机制介导受体的内吞作用，以促进某些类型的癌症细胞的侵袭和增殖［13］。在黑色素瘤细胞中，Wnt5a诱导Ror2受体表达增高，并且通过网格蛋白（clathrin）介导Ror2内吞，增强的Wnt5a表达可使黑色素瘤细胞的迁移和侵袭能力增强［14］。近期研究表明，Wnt5a在增强黑色素瘤细胞brafi （BRAF抑制剂）阻力中起重要作用［15］。而brafi可引发早期抗肿瘤反应。

与相应正常组织比较，乳腺癌、子宫内膜癌及高危神经母细胞瘤中Wnt5a下调［16］。作为一种转化生长因子（TGFb）底物，管腔细胞产生的Wnt5a诱导前馈回路用旁分泌的方式激活在Ryk和依赖性TGFBR1中的Smad2以限制了基础TiC的表达。表明Wnt5a在乳腺肿瘤的基因表达中起抑制作用［17］。髓母细胞瘤的发生与Wnt信号通路的失活存在一定的关联。在15%的髓母细胞瘤中存在Wnt突变。急性白血病及去分化的甲状腺癌中Wnt5a缺失或显著降低，且过表达的Wnt5a在膀胱癌和肾癌细胞系中导入，可使细胞的恶性表型发生逆转。

近年来对Wnt5a的研究几乎涉及人体各个系统发生的常见肿瘤。Wnt5a可介导不同的受体参与调节不同的Wnt信号转导通路，并最终导致不同的结果［18］。因此，根据癌细胞的类型不同，细胞中所含Wnt5a具有促进或抑制作用。

5　Wnt5　a与牙源性细胞的关系

牙齿的大小由间质因素所决定，而Wnt5a是Wnt的19种蛋白中唯一一种在间质表达的蛋白［19］。Wnt5a基因主要分布于小鼠磨牙牙胚间充质，这极可能与牙胚的形态发生有关。在牙尖形成和牙齿大小的牙齿区域相关基因中Wnt5a可以起到调节细胞增殖的作用。也就是说，Wnt5a可能与牙齿的形状发生有关［20］。

从12周帽状期到15周钟状期，Wnt5a蛋白在门牙和磨牙的牙上皮和间充质均有表达，且在牙间充质细胞的表达均强于牙上皮细胞。Wnt5a在小鼠牙齿早期发育过程中，仅在间充质表达，而Wnt5a在人牙胚的上皮和间充质均有表达。预示人类牙齿发育过程中分子调控机制可能与小鼠不同。从Wnt5a在人与小鼠不同的表达模式来看，Wnt5a可能是人与小鼠牙齿发育不同的关键基因之一。

有研究发现，过表达Wnt5a的人牙髓细胞（HDPCs）可促进体外矿物质基质的形成，并且提高矿化相关基因DSPP、DMP、ALP、OCN、BSP的表达，进一步证实Wnt5a具有促进HDPCs分化的能力［21］。在牙囊细胞中敲除Wnt5a基因导致Wnt3a的增强（代表经典Wnt配体），其可介导增加碱性磷酸酶（ALP）的表达。反之，重组Wnt5a抑制ALP的表达增加，提示Wnt5作为经典Wnt信号的负调节因子介导的牙囊细胞ALP的表达［22］。Wnt5a的基底分泌是上皮囊肿形成的必要条件［23］，在牙源性肿瘤和炎性囊肿中Wnt5a表达明显高于发育的牙源性囊肿［24］。Wnt5a表达水平与口腔鳞癌的分化程度呈正相关［25］。研究发现，脂多糖（LPS）诱导的Wnt5a表达可通过TLR4/ MyD88/PI3-kinase/Akt途径介导人牙髓干细胞（HDPSCs）中NF-κB的活化［26］。而过表达的Wnt5a促进人牙乳头细胞黏附和形成黏着斑的复合物（FACS），同时抑制细胞迁移，而不是激活人牙乳头细胞中Wnt信号经典通路，说明Wnt5a以RhoA的依赖或独立方式刺激诱导激活JNK信号。

6　展　望

细胞中存在着多种信号转导方式和途径，每种方式和途径之间又会有不同层次的交叉调控，正如不同的Wnt配体与靶细胞上不同的Wnt受体或复合受体特异性结合，决定细胞内不同的信号级联反应；或同一Wnt配体通过不同Wnt受体途径激活多条信号通路，而各通路之间也存在相互作用，最终形成一个复杂的Wnt蛋白质作用网络。

Wnt通路中Wnt/Ca2+通路与Wnt/β-catenin通路可相互作用。Wnt5a是Wnt家族中的成员。其既能作用于经典的Wnt/β-catenin通路，又能活化非经典的Wnt/Ca2+通路。Wnt5a是非经典Wnt信号途径中具有代表性的Wnt蛋白，近年来受到广泛关注。Wnt5a在胚胎和不同组织的表达存在明显的组织特异性，且与肿瘤的发生发展密切相关，在不同肿瘤细胞中，既可能作为高表达的癌基因，也可作为抑癌基因表达下调或缺失。大量研究表明，Wnt5a参与炎性反应，并起到促进作用。此外，Wnt5a还参与牙源性细胞的增殖、分化、迁移等。但Wnt5a与牙源性细胞反应的机制尚不明确，而如何将Wnt5a应用于临床，仍需要进一步探索。

［1］Akiri G，Cherian MM，Vijayakumar S，et al.Wnt pathway aberrations including autocrine Wnt activation occur at high frequency in human nonsmall-cell lung carcinoma［J］.Oncogene，2009，28（21）：2163-2172.

［2］Verkaar F，Zaman GJ.A model for signaling specificity of Wnt/Frizzled combinations through co-receptor recruitment［J］.FEBS Letters，2010， 584（18）：3850-3854.

［3］Sato A，Yamamoto H，Sakane H，et al.Wnt5a regulates distinct signalling pathways by binding to Frizzled2［J］.EMBO J，2009，29（1）：41-54.

［4］Bourhis E，Tam C，Franke Y，et al.Reconstitution of a frizzled8.Wnt3a. LRP6 signaling complex reveals multiple Wnt and Dkk1 binding sites on LRP6［J］.J Biol Chem，2010，285（12）：9172-9179.

［5］刘征，吴洪涛，倪亚光，等.Wnt5a与炎症信号在炎症性疾病中的交叉互动［J］.生理学报，2015，67（4）：437-445.

［6］Zare-Bidaki M，Hakimi H，Abdollahi SH，et al.TLR4 in Toxoplasmosis；friends or foe？［J］.Microb Pathog，2014，69/70：28-32.

［7］Yang L，Chu Y，Wang Y，et al.siRNA-mediated silencing of Wnt5a regulates inflammatory responses in atherosclerosis through the MAPK/NF-κB pathways［J］.Int J Mol Med，2014，34（4）：1147-1152.

［8］KingTEJr，PardoA，SelmanM.Idiopathicpulmonaryfibrosis［J］.TheLancet，2011，378（9807）：1949-1961.

［9］Pereira C，Schaer DJ，Bachli EB，et al.Wnt5A/CaMKII signaling contributes to the inflammatory response of macrophages and is a target for the antiinflammatory action of activated protein C and interleukin-10［J］.Arterioscler Thromb Vasc Biol，2008，28（3）：504-510.

［10］满艺，贺全勇，马峥，等.Wnt5a在增生性瘢痕中的表达及其临床意义［J］.现代生物医学进展，2013，13（32）：6315-6318.

［11］Da Forno PD，Pringle JH，Hutchinson P，et al.WNT5A expression increases during melanoma progression and correlates with outcome［J］.Clin Cancer Res，2008，14（18）：5825-5832.

［12］Sukarawan W，Simmons D，Suggs C，et al.WNT5A expression in ameloblastoma and its roles in regulating enamel epithelium tumorigenic behaviors［J］.Am J Pathol，2010，176（1）：461-471.

［13］Shojima K，Sato A，Hanaki H，et al.Wnt5a promotes cancer cell invasion and proliferation by receptor-mediated endocytosis-dependent and-independent mechanisms，respectively［J］.Sci Rep，2015，5：8042.

［14］O′Connell MP，Fiori JL，Xu M，et al.The orphan tyrosine kinase receptor，ROR2，mediates Wnt5A signaling in metastatic melanoma［J］.Oncogene，2010，29（1）：34-44.

［15］Prakash CP，Mohapatra P，Andersson T.Therapy for BRAFi-Resistant Melanomas：Is WNT5A the Answer？［J］.Cancers，2015，7（3）：1900-1924.

［16］李莉.MMTV通过Wnt信号通路诱导TA2小鼠乳腺癌的发生［D］.合肥：安徽医科大学，2014.

［17］Borcherding N，Kusner D，Kolb R，et al.Paracrine WNT5A Signaling Inhibits Expansion of Tumor-Initiating Cells［J］.Cancer Res，2015，75（10）：1972-1982.

［18］Grumolato L，Liu G，Mong R，et al.Canonical and noncanonical Wnts use a common mechanism to activate completely unrelated coreceptors［J］. Genes Dev，2010，24（22）：2517-2530.

［19］项露赛，凌均棨.Wnt5a及其对口腔组织生长发育的影响［J］.口腔医学研究，2014，30（6）：577-579.

［20］林敏魁，王海亮，闫福华.Axin2、Wnt5a以及Shh基因在小鼠磨牙胚帽状期中的表达［J］.福建医科大学学报，2010，44（5）：328-331.

［21］Peng L，Ren LB，Dong G，et al.Wnt5a promotes differentiation of human dental papilla cells［J］.Int Endod J，2010，43（5）：404-412.

［22］Sakisaka Y，Tsuchiya M，Nakamura T，et al.Wnt5a attenuates Wnt3a-induced alkaline phosphatase expression in dental follicle cells［J］.Experimental Cell Research，2015，336（1）：85-93.

［23］Yamamoto1 H，Awada C，Matsumoto S，et al.Basolateral secretion of Wnt5a in polarized epithelial cells is required for apical lumen formation［J］.J Cell Science，2015，128（5）：1051-1063.

［24］Douglas Magno Guimarãesa，Daniella Moraes Antunesa，et al.Immunohistochemical expression of WNT5A and MMPs inodontogenic epithelial tumors and cysts［J］.Acta Histochemica，2015，117（8）：667-674.

［25］李晓明，朱恩新.Wnt5a和β-Catenin在口腔鳞状细胞癌中的表达及意义［J］.口腔医学研究，2009，25（2）：132-134.

［26］He W，Wang Z，Zhou Z，et al.Lipopolysaccharide enhances Wnt5a expression through toll-like receptor 4，myeloid differentiating factor 88， phosphatidylinositol 3-OH kinase/AKT and nuclear factor kappa B pathways in human dental pulp stem cells［J］.J Endod，2014，40（1）：69-75.

10.3969/j.issn.1009-5519.2016.05.031

A

1009-5519（2016）05-0725-04

△，E-mail：lwh68921@163.com。

（2015-11-23）