WTX基因在肿瘤中的研究进展

覃 创 综述，陈嘉勇，梁道明 审校

（昆明医学院第二附属医院急诊科 650101）

Rivera等［1］于2007年在肾母细胞瘤（Wilms瘤）的研究中发现第一个定位于X染色体上直接作为肿瘤抑制因子的基因，并将其命名为WTX基因。由于其位置的特殊性，以及它广泛存在于各种组织中，且在肿瘤的发生过程中起着重要的作用，因而对其结构及其在肿瘤形成中的研究已成为国内外学者的研究热点。现就WTX在肿瘤中的研究进展进行综述。

1 WTX的简介及作用机制

WTX基因包含2个外显子和1个约7.5kb大小的mRNA转录区，该转录区编码1135个氨基酸组成的蛋白质。完整的WTX基因蛋白存在于细胞膜和细胞质中，并拥有3个腺瘤样结肠息肉病（adenomatous polyposis coli，APC）绑定区。这使它能够与APC在细胞膜上发生相互作用。其中还发现完整的WTX基因蛋白拥有2个磷酸肌醇4，5二磷酸［（PtdIns（4，5）P2］绑定区，这一区域调节WTX基因蛋白在细胞膜中的定位，缺少该绑定区的亚结构主要定位于核内。核内的WTX与β－catenin及其降解复合物形成一新的复合物，该复合物促进β－catenin蛋白的降解和遍在蛋白化（ubiquitination），因此认为是该亚结构下调了 Wnt信号传导通路［2－4］。一些学者认为 WTX基因对之前的经典理论是一次意外的革命［5］。通常，恶性肿瘤的发生需等位基因经2次以上基因突变的积累，但由于WTX基因定位于X染色体上，且人类所有的X染色体基因只带有1个功能等位体。对于男性而言，X染色体1个单突变就会使抑癌基因沉默，导致肿瘤的发生；虽然女性有2个X染色体，但在正常发育过程中会有1个失活，而位于该X染色体某个基因则因为染色体失活而保持沉默，而如果WTX基因突变出现在女性X染色体上则可导致女性成为Wilms患者。从而认为WTX基因在肿瘤的发生过程中是单次打击事件（one－hit）［1］。目前国内外已有诸多研究，但WTX的作用机制依旧不甚清楚。

2 WTX基因在肿瘤中的研究进展

目前国内外对WTX基因的研究主要集中在Wilms瘤中的研究，其他还包括在合并有颅骨硬化症的条纹状骨病（osteopatia striata with cranial sclerosis，OSCS）、白血病、消化道肿瘤和肾上腺皮质瘤等方面的研究。

2.1 WTX基因在Wilms瘤中的研究 目前，已发现在Wilms瘤的形成过程中起重要作用的抑癌基因有:WT1基因、定位于X染色体上的WTX基因、β－粘连素分子（CTNNB1）和p53等。WTX基因是在 Wilms瘤上新近发现的基因，在HEK293胚肾细胞系和U2OS骨肉瘤细胞系中，转染WTX会很强地抑制集落的形成，说明 WTX具有抑癌基因作用［1］。WTX作为抑癌基因，在Wilms瘤中的突变率约占Wilms瘤总数的1／3［6］。WTX基因的突变可出现在7%～29%的 Wilms瘤中，其中2／3存在整个 WTX基因片段的突变，剩下的1／3表现为缩短突变（包括插入、框移及无义突变）及错义突变。无义突变的作用目前还不清楚，因为它存在于同一患者的正常组织中，而缺失和缩短突变在肿瘤中的作用通常都很特殊［6－9］。缩短突变会导致大部分或全部β－catenin绑定区的丢失，缩短的WTX基因亦会导致体外实验中β－catenin在核内的增加［10］，这表明在体外实验中 WTX基因的突变有着相似的作用以及稳定β－catenin蛋白的作用。在Wilms瘤的研究中还发现，WTX基因的突变会导致Wnt通路中靶基因表达的增加，这主要存在于胚基组织中，而不存在于以上皮为主的肿瘤中［9］。

Wilms瘤相关基因的突变包括2个抑癌基因WTX及p53，1个致癌基因CTNNB1与1个易变基因WT1（chameleon gene）［11］。p53其作为肿瘤抑癌基因的相关机制已非常明确，而WT1是在Wilms瘤中较早发现的基因。早期发现WT1在某些Wilms瘤中失活而把它看作抑癌基因，但后来的研究发现，它能促进细胞的增生和繁殖，因而现在认为它是一个异变基因［12－15］。CTNNB1编码β－catenin蛋白，其作为细胞膜黏附复合物的一种成分，亦作为经典Wnt信号通道中一种重要的效应剂，使CTNNB1在Wilms瘤的发生、发展过程中起重要的作用［16－18］。

WTX基因在Wilms瘤中的突变最初被认为与WT1基因突变之间不存在关系，即两种基因在肾前体中具有统一瞬时和空间表达模式（即 WTX与 WT1互相排斥:有 WTX无 WT1或有WT1无WTX）。然而，后来的研究表明WTX基因的突变是否合并 WTI突变在概率上是几乎相等的［6，9］。虽然有文献报道 WTX基因能够增强WT1基因功能［4，6］，但是现有的文献并不支持WTX基因的突变与WT1基因的突变在功能上是重复的。相反，在Wilms瘤中，WTX基因的突变失活（如缺失和缩短或框移）与CTNNB1第3位外显子的突变失活之间没有相关关系［6，8］。有文献介绍，在60例合并有CTNNB1第3位外显子突变的Wilms瘤患者中，仅有2例合并有WTX基因的突变，远少于WTX基因在Wilms瘤中20%的突变率［1，6，8，19］。然而，虽然 WTX 与 CTNNB1突变之间可能有某些相同的功能，但是WT1与WTX突变之间缺乏联系而WT1与CTNNB1之间却有密切的联系［6］。

2.2 WTX基因在合并有颅骨硬化症的OSCS中的研究 目前认为引起合并有颅骨硬化症的OSCS的基因是WTX基因。研究发现，WTX基因的遗传性突变在家族性及少数散发性骨硬化不良OSCS患者都可以观察到［20］。但有趣的是，合并有OSCS的患者却并不会增加Wilms瘤或其他肿瘤的危险性，这也使研究者们对WTX基因作为肿瘤抑癌基因产生怀疑。然而，最近报道Wilms瘤的前体细胞（nephrogenic rests）出现在1例携带有遗传性WTX基因突变的男性Wilms瘤患者的肾脏中［21］，表明遗传性突变容易导致 Wilms瘤的发生。因而由于WTX基因突变的OSCS病例的不足，或是由于很少有前体细胞转化为肿瘤细胞，使合并有OSCS的Wilms瘤病例的不足，导致研究的局限性，使这一定论并没有成立。

2.3 WTX基因在消化道肿瘤中的研究 一般而言，结直肠癌（colorectal cancer，CRCs）可以分为染色体不稳定型（CIN）与微卫星不稳定型（micro satellite instability，MSI）2种。结直肠癌的这两种基因类型都涉及β－catenin蛋白的降解，而β－catenin是Wnt信号通路正向调节重要的效应物，其细胞质内降解的失调及核内累积会激活一系列靶基因的转录而导致肿瘤的发生。其中，高分化微卫星不稳定型结直肠癌（MSI－H CRCs）常常涉及多种基因的突变，如:APC、AXIN2、CTNNB1等。由于WTX基因在β－catenin蛋白的降解中起重要作用，因而有文献指出，WTX基因的突变亦可能在MSI－H CRCs中起重要作用，从而导致该肿瘤的发生。另外，Nam等［22］对141例其他肿瘤（胃癌、结肠癌、肝细胞癌各47例）研究发现仅在1例结肠癌（1／47，2.1%）中发现 WTX突变，在胃癌及肝细胞癌中均未发现。

2.4 WTX基因在急性白血病中的研究 最近的研究结果表明WNT信号通路在白血病造血干细胞中也起着重要的作用。但该研究发现，WTX基因并没有在急性白血病中出现突变，表明WTX基因可能在急性白血病的发展过程中并不起重要的作用。另外，Chung等［23］在对143例急性白血病的研究中亦未见WTX突变。由于该研究仅研究了WTX基因的N端编码序列，并发现该序列出现在所有突变的 WTX基因中，因而该结论是否成立还有待进一步的研究。

2.5 WTX基因在肾上腺皮质瘤（adrenocortical cancer，ACT）中的研究 由于 Wnt／β－catenin信号通路的激活常常出现在ACT中，但只在一小部分肿瘤的体细胞中出现β－catenin突变，表明可能有其他基因涉及该肿瘤的发生。而APC与WTX基因都参与Wnt／β－catenin信号通路的调节，因而有人认为它们在ACT的形成过程中起着重要的作用。然而某课题研究了20例散发性ACT的患者，结果并没有发现WTX基因的突变，因而该研究认为WTX基因的突变在散发性ACT的形成过程中并不重要。

综上所述，WTX基因虽然在 Wilms瘤中突变常见，但在其他肿瘤中并非常见事件，认为可能与其表达缺失有关。目前国内外对WTX基因的研究较多集中在肿瘤中的突变率，是否因存在CpG岛甲基化而导致WTX表达降低或失活，以及WTX基因在各种肿瘤组织及细胞中的表达情况和对肿瘤细胞生长、凋亡的影响均未见报道，这也有待于进一步的研究。

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