Wnt信号通路在慢性粒细胞白血病中的作用

魏 巍，李惠民，史明霞

(昆明医科大学第一附属医院，昆明 650032)

慢性粒细胞白血病(CML)是一种发生在早期多能造血干细胞上的恶性骨髓增生性疾病，目前仍然无法彻底治愈。最近有研究指出，在CML发生、发展过程中，在生物进化上极为保守的Wnt信号被异常激活。本文结合文献就Wnt信号通路与CML的关系作一综述，以进一步探讨CML更有效的治疗方法。

1 Wnt信号通路的生物学特性

Wnt一词是由非洲果蝇的分节极性基因wingless和小鼠的一个原癌基因int-1两个词合成派生而来。Wnt蛋白家族是一个富含半胱氨酸残基的分泌信号糖蛋白大家族，广泛表达于多种组织，进化上高度保守。迄今为止，至少发现了19个Wnt蛋白家族成员，他们通过自分泌或旁分泌得以激活，在胚胎发育过程中调节细胞的增殖、分化、迁移和死亡。

Wnt信号通路是一条在生物进化上极为保守的通路［1］，可以分为经典途径和非经典途径，即依赖β-catenin途径和不依赖β-catenin途径，主要在胚胎发育过程中参与细胞类型的分化、前体细胞的繁殖、体轴的发育、细胞的不对称分裂等，起到平衡细胞的增殖、迁移和分化作用，成年以后主要维持机体内环境的稳定，维持机体各个器官、系统中干细胞及周围环境的动态平衡。

在未受刺激的细胞中，没有 Wnt信号［2］，胞质中的dishevelled(Dsh)蛋白无法将glycogen synthase kinase 3β(GSK-3β)磷酸化。当胞质内新合成的βcatenin与 adenomatous polyposis coli(APC)、GSK-3β、axin、casine kinase 1(CK1)、β-TrCP/Slimb等结合而被磷酸化后，继而被β-TrCP识别并被其泛素化，以蛋白酶体的方式迅速降解，这样细胞中游离的β-catenin就会保持在低水平而不会过多沉积。因细胞核内无Wnt信号的转入，转录因子家族的T-cell transcription factor/lymphoid enhancer binding factor(TCF/LEF)通过募集Groucho和/或CtBP共同抑制DNA的转录。Wnt信号被激活后，Wnt蛋白与胞膜上蛇根碱受体家族的7次跨膜卷曲蛋白胞外区结合，在低密度脂蛋白受体相关蛋白的协同作用下，存在于细胞质中的Dsh蛋白被募集至胞膜下，Dsh能够将GSK-3β磷酸化，致GSK-3β从axin上脱落，β-catenin不能被降解，大量游离的β-catenin在胞质中聚集，并进入细胞核内，它本身并不同DNA直接结合，它的羧基端具有转录活性和靶基因的结合位点，进入核内后能够与TCF/LEF形成复合体，TCF/LEF的抑制作用被解除，由转录抑制剂转变为转录激活剂，特异性的启动激活下游靶基因(如c-myc、cyclinD1)的转录。

不依赖β-catenin的非经典Wnt信号途径，即Wnt/Ca2+/nuclear factor of activated T cells(NFAT)途径，同样调控着细胞的生长，但起主要作用的仍是Wnt/β-catenin途径。

2 Wnt信号与CML

大多数CML患者白血病细胞存在异常的染色体，由9、22号染色体相互易位形成，即Ph染色体，染色体易位使22号染色体上的BCR基因与9号染色体上的ABL基因融合，BCR-ABL融合基因编码的蛋白具有酪氨酸激酶活性，可以影响细胞内的多条信号，这些信号的过度激活会引起细胞增殖失控、凋亡受阻［3］，机体内环境的稳态失衡，导致CML的发生、发展。因此，BCR-ABL融合基因是CML特异性的致病基因，也是引起疾病的起始因素。

在正常的造血系统中，造血干细胞处于最高的层次，具有自我复制、更新、产生所有成熟血细胞的能力［4］。目前研究显示，CML中包含着分化原始的病变细胞，其所处的层次和造血干细胞相似。机体各个系统的的干细胞都受Wnt信号的调控，并且Wnt信号可能作为一种保护因子维持着干细胞自我更新的状态，避免外界有害因素的刺激而致干细胞数量减少［5］。由于CML是造血干细胞上表达BCRABL融合基因引起的血液系统恶性疾病，因此CML的原始病变细胞和造血干细胞一样受Wnt信号的调控，维持着自我更新，保证其数量的恒定。

在CML急变期中，β-catenin的激活伴随着GSK-3β 的失活［6］。Sengupta 等［7］认为，CML 从慢性期进展到急变期的过程中，Wnt信号通路活性明显上调。目前的研究还不能清楚地证明，CML患者检测不出BCR-ABL融合基因是否意味着取得完全分子学缓解或痊愈［8］。一些患者经过伊马替尼治疗后，取得完全分子学缓解，但终止治疗后，大部分患者在短期内复发，继续治疗又获得完全的分子学缓解，并可能更进一步杀灭残留的病变细胞，甚至检测不出融合基因的表达，但并不能认为没有白血病细胞克隆。

一系列证据表明，慢性期CML白血病细胞的出现是由于正常造血干细胞表达BCR-ABL融合基因［9］。将表达BCR-ABL融合基因的造血干细胞移植到小鼠体内，可以诱导出 CML，相比之下，表达BCR-ABL融合基因的造血祖细胞不能诱导出CML，表明慢性期CML白血病细胞起源于多能造血干细胞。在CML的原始病变细胞表面发现有原始造血干细胞表面标记的表达。上述内容表明，CML是一种干细胞疾病。

最初认为［10］，恶性肿瘤的分子学发病机理是起源于致癌基因的异常激活，如在CML中可检测到t(9;22)产生BCR-ABL融合基因，从而引起疾病的发生和进展。CML是第一个由BCR-ABL融合基因在造血干细胞水平引起的恶性疾病。最近有研究表明［11］，CML患者体内存在Lin-CD－34表型特征的造血干细胞，通过染色体核型分析及BCR-ABL转录水平的定量分析发现，大约1/3的CD－34细胞是白血病细胞;体内实验表明，在酪氨酸激酶抑制剂的作用下，表达CD－34的白血病细胞可以持续存活，亦说明CML中包含一部分肿瘤干细胞。最近提出的肿瘤干细胞理论认为［12］，肿瘤干细胞是肿瘤组织中所占比例很小的一群细胞，具有很强的致瘤能力;不进入细胞周期，停留在G0期;具有很强的DNA修复能力;高表达抗凋亡蛋白;胞膜表面高表达 ATP结合盒式(ATP-binding cassette)蛋白，能够将药物泵出细胞;并且认为，Wnt信号转导途径在维持肿瘤干细胞的数量及干细胞的特性方面发挥着重要作用。

Correa等［13］认为，加速期的 CML患者易对药物治疗产生耐受，主要与病变细胞过度表达ABCB1有关，ABCB1属于 ATP-binding cassette家族，是一种多药耐药相关蛋白，存在于细胞膜表面的一种转运蛋白，以能量依赖的方式把底物(药物)排出细胞，限制细胞内的药物浓度;疾病进展过程中，Wnt/β-catenin途径异常活跃引起ABCB1的过表达。

已有研究证明，Wnt信号通路的异常调节在CML的发生、发展中起重要作用［14］。小鼠实验表明［10］，在CML 模型中，β-catenin 缺失会使BCR-ABL融合基因阳性的病变细胞致病能力降低。一项研究［15］发现，伊马替尼虽然对CML慢性期患者有效，但要取得完全分子学缓解是很困难的，原因是残留的分化原始的病变细胞不仅仍然存在，而且不断刺激骨髓产生病变细胞，伊马替尼仅可以杀灭分化较成熟的病变细胞，而对分化原始的病变细胞无作用，Wnt信号通路中β-catenin对原始病变细胞的生存和自我更新是必需的。有报道［16］指出，在恶性肿瘤及肿瘤干细胞中起重要作用的sonic hedgehog信号，通过Wnt信号下游因子β-catenin来维持CML干/祖细胞的存活和增殖。有实验［17］指出，一种Wnt信号通路抑制剂AV65，可以抑制CML细胞的增殖，降低CML细胞中β-catenin的表达，诱导其凋亡，而且AV65可以抑制原始的CML细胞β-catenin的过表达，和伊马替尼联合应用可更有效地抑制CML细胞的增殖。

3 Wnt信号与CML治疗

CML的传统治疗药物是白消安，自从羟基脲应用于临床后，由于其毒性低且应用方便，目前已代替白消安成为治疗CML的主要药物，但其维持时间短，仅能使患者的临床症状和异常体征得到控制，无法达到细胞遗传学和分子生物学的完全缓解，对患者的生存期无明显改善;干扰素作为一种天然的细胞因子，具有抑制细胞增殖、免疫调节、诱导分化及癌基因调控功能，成为初发CML有效的单一治疗药物，自靶向BCR-ABL融合基因的酪氨酸激酶抑制剂广泛应用以来，很大一部分患者在分子生物学水平上得到缓解，但仍有一小部分白血病细胞出现耐药，并引起疾病复发，且目前仍无证据说明该药能治愈CML;造血干细胞移植是一种公认的可以治愈CML的方法，但移植物抗宿主病等移植相关危险因素引起的病死率和晚期复发率使这一方法在一定程度上受限。因此，需要进一步寻找更有效的治疗方法。

有报道［18］指出，Wnt/β-catenin 信号通路控制着造血细胞的增殖、分化，Wnt信号的过度刺激引起造血干细胞的肿瘤性增殖，恶性血液肿瘤患者已经检测到异常的Wnt信号及相关蛋白。因此，白血病的发生与Wnt信号途径的激活有很大关系，CML急变期存在β-catenin的异常激活，Wnt信号途径的调节异常在CML的发生、发展中起重要作用。因而，靶向Wnt信号通路可能是治疗肿瘤的一个方法。有研究［19］认为，在 CML的小鼠模型中，发现BCR-ABL(+)分化原始的病变细胞上有肿瘤坏死因子受体家族成员CD27的表达，CD27异常表达激活Wnt信号，胞核内的β-catenin增加，致原始的病变细胞不断增殖和分化，抑制CD27表达，会延缓疾病进展，延长患者的生存期;而且CML患者骨髓干/祖细胞上也有CD27的表达，CD27信号通过激活Wnt信号途径促进BCR-ABL(+)人白血病细胞的生长。Gregory等［20］认为，在酪氨酸激酶抑制剂的作用下，Wnt/Ca2+/NFAT途径维持着Ph(+)白血病细胞的存活，针对这条信号途径抑制其活性，并联合酪氨酸激酶抑制剂，可以进一步杀灭BCR-ABL(+)白血病细胞。

CML作为一种血液系统的恶性疾病，严重威胁着患者的生命，从干扰素到现在的酪氨酸激酶抑制剂，以及造血干细胞移植，虽然产生了明显的疗效，但都存在一些相应的问题，使疾病不能完全治愈。从Wnt信号通路入手，抑制其活性，并联合应用酪氨酸激酶抑制剂可能控制疾病发生及进展［21］，根除耐药及引起疾病复发的肿瘤干细胞，进而治愈CML。对Wnt信号途径的研究仍在研究中，有望成为CML治疗的方向。

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