SFRP-1在早期乳腺癌发病机制中的作用

李淑兰，孙卫民，谢建军

（河北省三河燕郊福合第一医院内科，河北 三河 065201）

分泌型卷曲相关蛋白-1（Secreted frizzledrelated protein-1，SFRP-1）为分泌型Wnt 拮抗剂，在人类细胞中广泛表达，可作为细胞生长、细胞极化、细胞凋亡和恶性转化的原始调节剂[1]。Wnt 信号通路在进化过程中高度保守，在胚胎发育和成熟组织细胞增殖、分化和凋亡中具有重要作用[2]。SFRP1 主要通过结合Wnt 分子，诱导Wnt 信号通路功能下调。由于SFRP1 调节功能异常参与恶性肿瘤的发生，因此了解SFRP1 的调控机制对于恶性肿瘤的诊治来说至关重要。研究表明，乳腺癌发生时SFRP1 在mRNA和蛋白水平上均表达下调，并与患者的生存率降低有关[3]。本文对SFRP1在早期乳腺癌发病机制中的作用予以探讨。现介绍如下。

1 SFRP-1 简介

SFRP1 属于SFRP 家族成员之一，编码基因定位于8p11 染色体，包含3873 个碱基对。SFRP-1 翻译后产生一种有314 个氨基酸的蛋白质，包含三个主要的结构域。第一结构域是一种信号肽，允许蛋白质合成后运输到细胞外基质。第二结构域即卷曲结构域，是物种中相对保守的细胞外富含半胱氨酸结构区域（cysteine rich domain，CRD）。SFRP1 CRD 主 要结合卷曲蛋白（frizzled proteins，Fz）的wnt 位点，也能直接与Fz 相互作用，产生非功能性复合物[4-5]。第三结构域的功能目前尚不明确。Wnt 信号通路是组织细胞发育和生长过程中重要的信号通路之一，通过细胞分化、极化和迁移促进新生组织的形成，在胚胎发生过程中最为活跃。研究发现，SFRP1 主要作用于典型Wnt 通路。由于Wnt 分子之间有很大的同源性，故SFRP1 也可调控Wnt 非典型通路。Wnt 分子可诱导细胞内β- 连接蛋白表达水平下降，使Wnt 靶基因转录下调。因此，Wnt 信号通路拮抗剂的功能失调涉及多种疾病，并与恶性肿瘤的发生密切相关。低浓度SFRP1 可增强Wnt 信号通路的活性，在低浓度时存在一个高亲和力的连接位点，而在高浓度时存在一个低亲和力的连接位点，从而下调Wnt 信号通路活性[6]。但迄今为止，我们对SFRP1 调节细胞活性的过程仍知之甚少。

2 SFRP1 在乳腺癌细胞中表达缺失

Wnt 信号通路激活涉及多种恶性肿瘤和其他疾病的发病过程，该通路作用模式的多样性使SFRP1 的潜在分子机制复杂化。典型和非典型Wnt 通路的激活取决于乳腺癌亚型，反之亦然。典型Wnt 通路涉及基底细胞型乳腺癌，而非典型Wnt 通路涉及管腔型乳腺癌细胞。与正常组织相比，SFRP1 在乳腺癌组织细胞中呈低表达。事实上，SFRP1 作为Wnt 信号通路的下调因子，参与了细胞增殖、分化和存活的负调控[4]。因此，SFRP1 在生理条件下是一种重要的肿瘤抑制因子。在三阴性乳腺癌（雌激素受体、孕激素受体和人表皮生长因子受体-2 表达均呈阴性）病例中，SFRP1 的过表达可使化疗的敏感性增加。SFRP1 具有促凋亡作用，在人类和小鼠中SFRP1 的表达下调是雌激素诱导反应增加和乳腺组织增生的原因之一。在正常乳腺上皮细胞中，雌激素正调控SFRP1 的表达。一项全基因组关联研究报告称，在SFRP1 调节的基因相互作用网络中，参与雌激素刺激反应的一个集群中有27 个基因表达受到调控[7]。SFRP1 在三阴性乳腺癌中过表达，进一步证实了雌激素参与SFRP1 相关乳腺癌的发生。另外，SFRP1 表达下调与SFRP-1 启动子区域CpG 岛的高甲基化相关，提示表观遗传学在乳腺癌的发生中可能与基因突变同样重要。在下一代测序时发现，SFRP1 启动子甲基化与基因表达调控存在很强的负相关性，表明SFRP1 启动子的高甲基化是导致乳腺癌中SFRP-1 基因沉默的主要原因，并与患者的不良预后相关。SFRP1 表观遗传在早期乳腺癌的发生中发挥着关键作用，SFRP-1 基因量化值可能作为临床参数，有助于提高乳腺癌的早期诊断率[8-9]。

3 SFRP1 在乳腺小叶退化过程中起重要作用

乳腺组织在女性生命周期和性激素周期中不断变化。乳腺组织在哺乳期达到生长高峰。当哺乳期结束后，乳腺组织开始可逆的退化，以破坏过多的腺体和上皮组织，逐渐恢复到孕前大小。在可逆的退化过程中，无用的腺泡被免疫系统降解，并被胶原蛋白和脂肪组织取代。在围绝经期，乳腺则发生不可逆的退化。为降低恶性转化的风险，免疫系统将无用的上皮细胞从乳腺组织中清除，以脂肪组织代替。但该过程存在个体差异，一些女性从2、3 型乳腺小叶的完全退化中获益，最终乳腺小叶退化末端的腺泡完全消失；另一些女性有不完全的乳腺退化，增加了乳腺组织中上皮细胞的数量，增大了乳腺癌的发病风险。在乳腺小叶进化的过程中，哺乳后和更年期前后的乳腺小叶退化与乳腺癌的发病风险密切相关。在正常乳腺和良性乳腺病变中，乳腺小叶退化程度与乳腺癌的发病风险呈负相关[10]。乳腺组织中SFRP1 的表达下调诱导了细胞恶性转化的连锁反应。动物实验研究发现，SFRP1 对小鼠乳腺增生有较大影响。敲除SFRP1 的小鼠其乳腺导管分支和小叶- 腺泡的发育状况与怀孕中期的野生型小鼠相当。与泌乳早期相比，奶牛乳腺组织中的SFRP1 在泌乳后期过表达，提示SFRP1 可能与泌乳后可逆的乳腺小叶退化有关[11]。SFRP1 在乳房发育的早期调控和可逆的泌乳后复旧中具有重要作用。考虑到SFRP1 在乳腺退化中的潜在作用以及乳腺退化对乳腺肿瘤发生的保护作用，可认为SFRP1可能是优化乳腺小叶退化、降低乳腺癌发病风险的关键因素[12]。但SFRP1 与女性乳腺小叶退化之间的关系目前尚未完全阐明。

4 SFRP1 表达异常与乳腺成骨样细胞分化

研究表明，SFRP1 是骨重塑的重要调节基因。SFRP1 由成骨细胞表达，并通过与核因子受体激活因子配体结合抑制破骨细胞的形成。在人胎儿成骨细胞系中，由于Wnt/β-catenin 信号通路的激活，抑制了SFRP1 促进成骨细胞分化的作用。对骨髓源性间充质干细胞的研究发现，使用miR-144 降低SFRP1 的表达可诱导细胞成骨分化。同时，SFRP1 缺失与细胞活性增加有关。SFRP1 的缺失可导致小鼠成骨细胞上调及骨小梁的形成。此外，乳腺癌中许多microRNA 相关的功能失调与骨形态蛋白反应、维生素D 反应、成骨细胞增殖及磷钙稳态有关。维生素D 被认为是Wnt通路的下调调控因子和转化生长因子-β（TGF-β）通路的上调调控因子，提示骨稳态、炎症和凋亡之间可能存在协同作用，共同参与乳腺癌的发病过程[13]。对不同肿瘤侵袭阶段的乳腺病变进行转录组分析，发现SFRP1 的表达水平随着乳腺肿瘤的进展而降低，并伴随着分泌磷酸蛋白1 和骨膜蛋白表达的增加。分泌磷酸蛋白1 又名骨桥蛋白，由成骨细胞表达，可通过增加破骨细胞的骨黏附来促进骨吸收。骨膜蛋白也由成骨细胞产生，在组织的发育和再生（包括伤口愈合）中发挥着优势作用。在炎症性骨病发生时，通过降低SFRP1 的表达来消除吸收诱导的炎症反应，可诱导Wnt 典型信号通路的激活，达到抑制成骨细胞分化和活性的目的[14]。女性乳腺的发育为性激素依赖性。雌激素在女性绝经期显著下降，对骨吸收和骨形成具有负调控作用，导致骨量丢失。骨量下降与miR-542-3p的表达增加有关，在大鼠卵巢切除术后相关性骨质疏松的研究中，发现miR-542-3p 可通过靶向SFRP1 下调成骨细胞分化[15]。了解SFRP1 和雌激素敏感性之间的交叉调节，有助于明确乳腺癌与绝经后骨质疏松症的发病机制。乳腺组织中的成骨细胞分化可能导致新生骨构建，这进一步证实了SFRP1 表达异常参与乳腺成骨样细胞分化的过程。

5 SFRP1 和乳腺微钙化物质

乳腺组织微钙化在乳腺恶性病变中占30% ～50%。在乳腺X 光检查中发现的多数微钙化成分是钙和磷酸盐，而钙和磷酸盐是骨骼中矿物质的主要组成部分。乳腺组织中存在成骨样细胞，在微钙化环境中乳腺细胞具有向成骨细胞分化的潜力。微钙化可增加乳腺细胞的有丝分裂特性，使其发生恶性病变的可能性增加，并在乳腺导管原位癌中得到证实。乳腺组织微钙化与活化单核细胞共同诱导乳腺上皮细胞向间充质细胞转变。此外，微钙化为炎症等病理过程的间接指标，与哺乳后和围绝经期的乳房退化有关，也涉及肿瘤发生和肿瘤生长等病理过程[16]。

乳腺癌细胞具有一定的骨化潜力，在成骨条件下可产生新生微钙化。乳腺组织中SFRP1 缺乏可能与成骨细胞的分化有关，导致乳腺组织中新的微钙化形成。SFRP1 低表达可导致TGF-β 敏感性增加，促进慢性炎症反应和Wnt 分子表达上调。Wnt 信号通路的过度刺激加重了乳腺微钙化，导致乳腺组织中成骨细胞分化和新的羟基磷灰石晶体的产生[17-18]。SFRP1 作为Wnt 信号通路下调因子，其缺失可导致增殖、黏附和迁移等连锁反应，使发生乳腺细胞恶性转变的可能性明显增大。

6 小结

综上所述，SFRP1 在早期乳腺癌的发病过程中发挥着重要作用，是一种重要的肿瘤抑制因子。SFRP1表达下调或缺失，导致Wnt 信号通路激活，可影响乳腺组织细胞的增殖、分化和可逆的泌乳后复旧等生理过程。SFRP1 也与雌激素相互诱导，增加乳腺成骨样细胞分化和微钙化积聚等病理过程。了解SFRP1 调节乳腺细胞活性的病理生理机制，对乳腺癌的早期诊治具有重要意义。