Rspos在泌尿生殖系统恶性肿瘤中的研究进展

杨海英，路会侠

来源于中胚层的泌尿生殖系统恶性肿瘤十分常见。膀胱癌占我国泌尿系统恶性肿瘤的首位，前列腺癌死亡率在男性恶性肿瘤中排名第二。在女性生殖系统恶性肿瘤中卵巢癌死亡率最高，此外，危及女性生命常见的还有宫颈癌。随着分子生物学技术突飞猛进，研究者不断挖掘肿瘤特异性致癌基因及相关蛋白，为恶性肿瘤早期、准确诊断提供了依据。Wingless/β-连环蛋白(Wnt/β-catenin)信号通路能够有效影响细胞增殖、分裂、分化及侵袭。特异性顶部盘状底板反应蛋白(roof plate specific spondins，Rspos)是一组新发现的在多个组织中均表达的分泌蛋白质家族，由Rspo1、2、3、4组成，可激活Wnt/β-catenin信号通路，在机体生长、发育、细胞分裂增殖以及癌症发生发展中扮演重要角色。一项小鼠研究证实Rspo3致癌能力，Rspo3过表达持续诱导肠道肿瘤形成。在结肠癌中存在Rspo2和Rspo3基因融合，并增强表达。Rspos的致癌作用及作为治疗靶点已经在临床前和临床环境中被认识和研究，现有报道主要集中在消化道肿瘤，在泌尿生殖系统恶性肿瘤中的探索甚少。本文综述了Rspos在泌尿生殖系统恶性肿瘤中的研究进展，为探索Rspos在不同癌症的作用做出努力，挖掘出Rspos更多潜在价值，包括作为新治疗靶点，将来对癌症治疗发挥作用。

1 Rspos基本情况

Rspos家族由Rspo1、2、3、4组成，是在人类和小鼠中广泛表达的分泌蛋白。2002年第一次发现Rspo3，2004年发现Rspo1、2，2006年发现Rspo4[1-4]。编码Rspos蛋白的4个基因序列同源性为40%～60%，Rspos蛋白主要结构为：N端是信号肽，后面是2个相邻的furin重复序列，该重复序列富含半胱氨酸、1段血栓溶蛋白1型结构域(TSP1结构域)以及一段富含碱性氨基酸的C端区域[5]。

在人体组织中，Rspos家族成员的作用各有侧重。Rspo1主要调节性别选择[6]，由263个氨基酸构成，可促进胃肠道上皮细胞的有丝分裂，防止胃肠道损伤并加强胃肠道粘膜屏障功能[7-8]。敲除小鼠Rspo1的研究发现，Rspo1通过促进Wnt4/β-catenin信号在卵巢发育成熟中有重要作用，此外，Rspo1也是睾丸分化的重要因素[9]。Rspo2通过Wnt /β-catenin信号传导参与肢体和呼吸道发育以及颅面模式和形态发生[10]。Rspo3对血管生成和胎盘发育至关重要。Rspo4基因突变在无甲症(手指和脚趾上指甲缺如或发育不良)患者中被检测到，其特征是调节手指和脚趾指甲的生长[6]。

2 Rspos与Wnt/β-catenin通路

Wnt信号通路包括规范通路和非规范通路，规范通路也被称作β-连环蛋白依赖性通路(Wnt/β-catenin信号通路)，在许多癌症类型中异常激活，是研究的焦点。Wnt信号能被富含亮氨酸重复序列的G蛋白偶联受体5(LGR5)拮抗而表现下调[11]。Rspos家族是LGR4、LGR5、LGR6的共同配体，当配体与相关受体结合，并与两个E3泛素连接酶(RNF43和ZNRF3)共同结合形成复合物时，可消除泛素化降解作用，导致卷曲蛋白(Frizzled，FZD)受体水平升高，从而加强Wnt信号传导，这可能是Rspos上调Wnt/β-catenin信号通路的主要机制。Rspos家族与LGR受体家族结合，还有助于维持干细胞增殖更新和器官生长发育[12]。而Rspo2和Rspo3在没有LGR时可以直接与RNF43和ZNRF3结合以增强Wnt/β-catenin信号通路[13]。由此可见，Rspos家族可通过不同机制增强Wnt/β-catenin信号通路，调节细胞增殖、内脏器官形成及肌肉、骨骼、血管等组织生长发育。

3 Rspos与泌尿系统恶性肿瘤

Rspo1和Rspo3在胚胎肾中表达，是正常发育所需。Rspo1/3通过激活Wnt/β-catenin信号通路维持发育过程中肾脏祖细胞池并促进肾单位祖细胞参与分化[14]。Kaplan-Meier生存分析表明，高表达Rspo3的膀胱癌患者无复发生存期较短，Rspos可作为膀胱恶性肿瘤预测预后的潜在生物标志物，可能成为新的治疗靶点。但Dong X等[15]报道沉默Rspo2与结直肠癌患者的肿瘤转移和生存率低有关。这些结果表明，Rspos家族可能同时作为人类恶性肿瘤的有利和不利的预后标志物。Rspo3在膀胱恶性肿瘤细胞及组织中高表达，Rspo3通过对Wnt/β-catenin和Hedgehog信号通路的调控，加强膀胱癌细胞的增殖、分化、侵袭及血管生成等作用。而在此项研究中，膀胱癌组织和细胞中LGR4-6的表达与Rspo3表达无关。结果表明，在膀胱癌中Rspo3可能通过LGR无关的信号传导机制增强Wnt信号传导[16]。Kotolloshi R等[17]研究发现，特异性抑制剂iCRT3可以抑制Wnt/β-连环蛋白信号传导并对膀胱癌细胞的增殖显著抑制，表明Wnt/β-连环蛋白信号传导可以促进膀胱癌细胞生长。高表达的Rspo2通过影响Wnt/β-catenin信号通路增加膀胱癌细胞生长和侵袭的作用，基因集富集分析(GSEA)证明Rspos与局灶性黏附和免疫细胞浸润有关，Rspos可以通过调节细胞黏附、局灶性黏附、CD4 T细胞和巨噬细胞浸润来影响膀胱癌的进展[18]。基因表达分析显示，反应性肿瘤中的抗Rspos治疗强烈抑制癌症和正常干细胞相关的Wnt/β-catenin靶基因。总之，在膀胱癌细胞中，Rspo2、Rspo3被证实通过激活Wnt/β-catenin信号通路促进癌细胞的生长、更新，但具体机制不详。此外，抗Rspo2、Rspo3抗体抑制肿瘤的相关机制仍不清楚，Rspo2、Rspo3是否为膀胱癌新型治疗靶点将是下一步研究的目标。

Wnt/β-catenin信号通路在前列腺发育成熟过程中必不可少[19]。Rspos已被确定可以增强前列腺类器官的生长和腔内分化[20]。LGR4敲低在雄激素受体(AR)阳性前列腺癌细胞中加重细胞凋亡，降低了细胞通量，相反，Rspo1刺激增强细胞通量，促进雄激素受体的表达，并上调DNA修复基因表达[21]。LGR4具有通过调控上皮-间充质转化(EMT)进而调节前列腺癌转移的作用，是Rspo2促进Wnt/β-连环蛋白信号传导的关键介质[22]。前列腺癌中Rspo2上调导致Wnt信号异常激活，可以促进肿瘤生长[23]。与正常前列腺相比，前列腺癌中的Rspo3水平较低，转移性疾病有进一步降低的趋势[24]。Rspo3 siRNA介导的人前列腺癌细胞系中的敲低可增加癌细胞体外侵袭能力，支持Rspo3在前列腺癌中的肿瘤抑制作用。Rspo3表达下降的患者不复发率、生存率较低[24]。前列腺恶性肿瘤细胞表面Wnt/β--catenin信号通路成分的缺失可能导致异常活化，Wnt3A和Rspo1能通过与低密度脂蛋白受体相关蛋白-5(LRP5)或LRP6结合活跃Wnt/β-连环蛋白信号，有研究证明Mesd蛋白(一种内质网伴侣)能阻断Rspo1诱导的Wnt/β-catenin信号传导，抑制前列腺癌细胞增殖[25]。抑制实验已经确定Rspos在多种癌症类型中的致癌作用，抗Rspo1/2/3单克隆抗体(mAb)可有效减少体内肿瘤生长[26]，可能为诊治前列腺癌提供一种有效的方法，尤其是在Rspos改变的患者中。以上研究成果表明，Rspos家族在前列腺癌中的表达还存在争议，对前列腺癌起双重促进和抑制作用，Rspos在恶性肿瘤中的复杂调控机制尚未确定。随着对Rspos的深入认识，未来Rspos家族可能会作为生物标志物或治疗靶点在泌尿系统恶性肿瘤治疗中发挥强大作用。

4 Rspos与生殖系统恶性肿瘤

卵巢癌在妇科恶性肿瘤中死亡率最高，其中恶性最高的类型是高级别浆液性卵巢癌(high-grade serous ovarian carcinoma，HGSOC)。HGSOC的组织起源主要归因于两个并列的上皮：卵巢表面上皮(ovarian surface epithelium，OSE)和输卵管上皮(fallopian tube epithelium，FTE)[27]，人类的两种上皮都受到Wnt信号传导的调节，Rspos家族成员在这两种上皮中以Rspo2的表达水平最低[28]。Wnt/β-catenin通路是促使卵巢癌获得化疗耐药性的重要因素[29]。Rspo1过表达通过激活Wnt/β-catenin信号通路促进卵巢癌细胞的生长、存活和迁移，Rspo1敲低使卵巢癌细胞对化疗的反应更敏感[30]。小鼠模型证实了持续表达的Rspo1激活了卵巢中的Wnt/β-catenin信号传导，并导致颗粒细胞瘤(granulosa cell tumor，GCT)形成，提示Rspo1在卵巢中具有致癌作用[31]。Rspo1抗体能抑制OMP-OV19(一种表达Rspo1的卵巢肿瘤)生长。在卵巢癌中Rspo3表达升高，并促进肿瘤发展、转移和疾病进展。生存分析显示Rspo3是卵巢癌的独立预后指标。Rspo3通过激活PI3K/Akt信号通路和调节EMT促进卵巢癌的侵袭性，而普通Wnt/β-catenin通路未参与[32]。体外敲低Rspo3显著抑制卵巢癌细胞的侵袭能力。抗Rspo3在几种Rspo3高表达的肿瘤中显示出显著的抗肿瘤活性，其中包括卵巢癌OMP-OV38，主要机制是抑制肿瘤细胞的自我更新途径[26]。上述实验表示，Rspos对卵巢癌发生具有促进作用，但作用的通路存在差异。Wnt/β-catenin通路已被证明有助于卵巢癌的发生、转移、化学耐药性和复发，抗Rspos抗体可能成为卵巢癌治疗新靶点，但Rspos家族各成员在卵巢癌中具体作用尚不清楚。

在妇科恶性肿瘤中，子宫颈癌发病率位居第一。Wnt/β-catenin通路已被证明有助于宫颈癌发生发展、侵袭和治疗抵抗[33]。葛彦等[34]研究发现，裸鼠体内Rspo1/LGR5途径可促进宫颈癌细胞株SiHa成瘤和生长。Jichan Nie等[35]研究初步表明，Rspo1和Slit2(果蝇Slit2基因的人类同源物)可能是宫颈癌患者术后接受化疗或放疗的潜在标志物。在宫颈癌组织和细胞中，Rspo1显著低表达，而miR-592呈高表达，通过分析验证Rspo1与miR-592之间的表达呈负相关性，并且下调miR-592可通过调控Rspo1抵抗宫颈癌细胞的生存、生长、迁移和侵袭[36]。体内测定显示，miR-4455表达与Rspo4表达成反比，并且高表达miR-4455通过调节Rspo4抵抗宫颈癌生长[37]。Rspos家族对子宫颈癌的发生、发展的影响机制还不十分清晰，进一步研究Rspos家族有助于子宫颈癌的检测和治疗。

5 结语与展望

综上所述，Rspos家族通过Wnt/β-catenin通路的活化，既参与泌尿生殖系统恶性肿瘤的发生、发展及预后的调控，又与细胞的分化、转移密切相关。由于Rspos蛋白的生物功能特性以及目前对经典Wnt/β-catenin通路的研究已深入到了基因水平，并证明Rspos家族是Wnt/β-catenin信号通路的重要调节因子，因此上述研究可佐证Rspos在不同类型肿瘤中的作用可能有所区别，既可以促进肿瘤的发生、发展，亦可能作为肿瘤抑制剂。目前，对Rspos家族的认识主要来自胃肠道肿瘤的研究，在泌尿生殖系统肿瘤的研究尚处于起步阶段，在信号转导、干细胞的发育和肿瘤形成等过程中的作用机制尚不清楚。同时，研究人员也在努力开发不同水平上Wnt/β-catenin通路的治疗剂，一些首次发表的研究探索了通过靶向Rspos活性抑制肿瘤生长的可能性。Rspos家族是否能激活Wnt/β-catenin以外的通路发挥作用，需要进一步研究。抑制Rspos的药物能够明显控制癌症发展、诱导癌细胞分化及降低肿瘤耐药性。因此进一步研究Rspos与肿瘤发展的关系对肿瘤干细胞和肿瘤的发生发展以及诊断、治疗、预后都有重要意义。