Wnt7a与恶性肿瘤的关系及研究进展

侯玉雪 李晓莉

Wnt信号家族成员是高度保守的分泌糖蛋白，对哺乳动物的发育和内环境稳态起着至关重要的作用。30年前由Harold Varmus和Roel Nusse首次发现。在过去的数十年里，研究证实Wnt蛋白在胚胎的生长、组织再生、骨细胞生长、干细胞分化以及癌症中均起到关键性的作用。Wnt家族成员调控如增殖、细胞分化等重要的细胞活动[1]。此外，Wnt基因家族通过激活或抑制靶基因的存在来编码转录因子，调控胚胎发育中的形态发生和细胞分化。Wnt信号通过编码FZ基因的7个跨膜型Wnt受体传递到β-catenin-TCF通路、JNK通路或Ca2-释放途径。Wnt信号分子也是癌症诊断、预防和治疗以及再生医学或组织工程的有力靶点[2]。

Wnt7a主要在胎盘、肾脏、睾丸、子宫和成人脑等组织表达[3]。Wnt7a是子宫发育过程中正确分化和腺体形成所必需的，在人体发育中，Wnt7a的表达主要局限于腔上皮，并负责维持基质中其他Wnt基因的表达[4-6]。本文将对Wnt7a蛋白在恶性肿瘤中的作用及研究进展进行综述。

1 Wnt7a的作用机制

Wnt最初是在小鼠乳腺肿瘤病毒整合后激活的乳腺肿瘤中作为原癌基因发现的[7]。最近，研究已经将β-catenin/典型Wnt信号通路与疾病的发生和肿瘤的发生联系在一起[8-10]。β-catenin和细胞外Wnt拮抗剂蛋白的失表达或甲基化在β-catenin/经典Wnt信号通路起着重要的作用[11-13]。Wnt7a位于染色体3p25上，是缺失的“热点”，在人类疾病中的参与引起了人们对发现β-catenin/经典Wnt信号通路新的调控因子的极大兴趣。实验室发现，Wnt7a通过与Fzd 5相互作用，激活β-catenin/经典Wnt信号通路，从而诱导子宫内膜癌细胞增殖。其他研究报告了Wnt7a在肢体发育和神经元分化中的重要作用[14-15]。通过增加β-catenin稳定性和激活TcF报告结构[16]，证明Wnt7a通过神经元PC 12细胞中的Fzd 5/LRP 6复合物信号发挥作用。同时研究者进一步研究了Wnt7a与Fzd 5的结合，建立了EGFP互补法来检测细胞内Wnt信号，为鉴定新的Wnt信号通路的调控子，即Fzd受体在膜上的作用提供了新的方法。因此，β-catenin/经典Wnt信号通路的组成被认为是发现新的治疗药物有希望的靶点[17]。

2 Wnt7a与恶性肿瘤

2.1 Wnt7a与肺癌

2018年09月12日，世界卫生组织(WHO)下属的国际癌症研究机构(IARC)在《CA：A Cancer Journal for Clinicians》杂志发布了2018年全球癌症负担状况的最新估计报告。数据显示，肺癌位列第一，成为发病率最高的肿瘤，由于预后不佳，肺癌也将成为死亡人数最多的癌种(180万例死亡，占总数18.4%)，也是男性癌症死亡的主要原因[18]。因此，对于肺癌的预测和治疗逐渐成为关注的对象。很多研究表明，在肺癌中，Wnt7a基因有抑癌的作用，在抗癌药物及放射线治疗的敏感度上有明显的区别，但其作用机制未被证实。Bikkavilli等进一步发现Wnt7a是一种新型的细胞衰老诱导剂，他们在C57BL/6J和FVB/NJ两种不同小鼠身上进行研究，发现肺癌发生几率增加的原因是由于Wnt7a的丢失导致肺癌细胞衰老减少，而不是因为细胞凋亡或自噬减少所导致的[19]。现在有些研究认为，启动子甲基化引起的Wnt7a基因缺失也可能是非小细胞肺癌(Non-small cell lung cancer，NSCLC)的另一个预后因素，恢复Wnt7a在NSCLC细胞中的表达可能是NSCLC的一种有前途的治疗方法。Kim等使用甲基化特异性PCR技术，检测NSCLC患者Wnt7a启动子甲基化状态，并分析其与NSCLC临床病理因素的关系。26.4%的NSCLC患者Wnt7a启动子甲基化。Wnt7a前甲基化与E-cad-Herin表达缺失、局部肿瘤进展及远处转移、高分期及可能的生存密切相关。提示Wnt7a甲基化可能是影响NSCLC预后的重要因素[20]。综合这两项研究，为Wnt7a是否可作为NSCLC预后的判断提供了新思路。

2.2 Wnt7a与恶性胸膜间皮瘤

恶性胸膜间皮瘤(Malignant pleural mesothelioma，MPM)是一种由石棉引起的高度侵袭性肿瘤，曾经被认为是一种罕见病，但现在恶性胸膜间皮瘤的发病率稳步上升，新病例预计将在2015年—2025年达到高峰[21-22]。这种疾病几乎是致命的；接受支持治疗的患者的中位生存期为9个月，接受最佳化疗的患者为中位生存期也仅为12.1个月[23]，接受手术以及化疗和/或放疗的患者中位生存期为11.7～13个月[24-25]。Hirata等通过组织和基因提取的方法，对50例MPM患者进行研究显示，在没有进行新辅助化疗的患者中，Wnt7a高表达的患者预后明显优于Wnt7a低表达的患者。然而，在进行了新辅助化疗的患者中，低Wnt7a表达的患者预后明显好于高Wnt7a表达的患者。因此推测Wnt7a是MPM的一个新的预后因子，并且是确定新辅助化疗是否对MPM患者有益的新预测因子。这意味着Wnt7a高表达的患者预后较好，而Wnt7a低表达的患者可能对新辅助化疗更敏感，并且可能比没有新辅助化疗的患者具有更好的预后[3]。

2.3 Wnt7a与肾癌

肾透明细胞癌(Renal cell carcinoma，RCC)是肾癌最常见的类型，占人类恶性肿瘤的3%[26]，占成人原发性肾肿瘤的70%～75%，是由“叛变”的正常细胞衍生而来，多以无症状性血尿为始发症状。为研究肾透明细胞癌的预后，越来越多的科学家把目标聚集在Wnt基因上。Wnt7a是已知的NSCLC[27-29]的抑癌基因，在肺癌[30-32]、胰腺[33]和口腔鳞状细胞癌(OSCC)[34]中，由于CpG岛过甲基化失活而导致肿瘤的发生。Aleksandr等采集44个肾透明细胞癌标本和32例非恶性癌旁正常组织，用MSP法检测Wnt7a基因59-CpG岛的甲基化状态，在66%的(29/44)肾透明细胞癌患者中检测到Wnt7a甲基化的PCR产物，同时对所有未检测到的甲基化Wnt7a的PCR产物进行PCR检测，发现Wnt7a基因表达下调与遗传/表观遗传改变之间存在相关性。此外，Wnt7a基因在RCC细胞中的重新表达抑制了细胞集落形成和细胞增殖。为进一步的探讨Wnt7a 59-CpG岛甲基化是否直接导致Wnt7a沉默，研究者使用DNA甲基转移酶抑制剂5-Aza-29-脱氧胞苷对A 498细胞株进行了处理。正如预期的那样，这导致Wnt7a甲基化降低，并恢复了Wnt7a的表达。根据研究资料，Aleksandr等学者推测Wnt7a基因可能是肾透明细胞癌潜在的抑癌基因，遗传和表观遗传的改变对肾透明细胞癌中Wnt7a基因的沉默起着关键作用。此外，Wnt7a表达的恢复可抑制肾透明细胞癌的生长。因此，我们认为Wnt7a基因的失活可能在肾透明细胞癌的发生发展中起重要作用[35]。

2.4 Wnt7a与卵巢癌

目前，Wnt基因在肿瘤发生中的作用很有争议，因为Wnt2等几个成员被证明具有致癌特征[36]，而其他成员(如Wnt5a)则被报道为肿瘤抑制因子[37]。Wnt7a基因在人类癌症中的行为具有组织特异性，Wnt7a在肺癌和白血病中表现为抑癌基因[27-29，38]。此外，通过DNA过甲基化使Wnt7a失活可稳定口腔鳞癌细胞的肿瘤表型[26]。然而，Wnt7a基因在卵巢癌中具有致癌特性[39-40]。Wnt/β-catenin信号通路异常激活与卵巢癌相关，但其特异性Wnt配体及其下游机制尚不完全清楚。Yoshioka等通过研究在浆液性卵巢癌上皮中发现了丰富的Wnt7a，但在交界性和良性肿瘤、正常卵巢或子宫内膜样癌中未检测到Wnt7a。为进一步研究Wnt7a在卵巢肿瘤生长和发展中的作用，将Wnt7a敲除SKOV3.ip 1并过度表达SKOV 3细胞，或者通过腹腔或皮下注射Wnt7a，观察Wnt7a在卵巢肿瘤生长和发展中的作用。腹腔注射SKOV3.ip1细胞后，Wnt7a表达降低，肿瘤病变明显减少。体外细胞功能分析表明，Wnt7a对细胞增殖、黏附和侵袭有调节作用。Wnt7a刺激的基质金属蛋白酶7(MMP 7)启动子的过度表达和MMP 7启动子TCF结合位点的突变证实了Wnt7a对MMP 7启动子的激活是由β-catenin/TCF信号介导的。这些结果表明，Wnt7a在卵巢上皮细胞恶性转化过程中的重新表达在Wnt/β-catenin信号通路介导的卵巢癌进展中起着关键作用[39]。

2.5 Wnt7a与结肠癌

根据最新的调查结果显示，在男性中，肺癌成为最常见的癌症，也是男性癌症死亡的主要原因，前列腺癌位居第二，结直肠癌是胃肠道常见的恶性肿瘤位居第三[18]。所以，进一步明确结肠癌发生发展机制并寻找有效的防治措施是目前亟需解决的难题。有研究通过MNU灌肠法给予实验大鼠进行灌肠，诱导结肠肿瘤的形成。并通过免疫组化的方法检测Wnt/PC信号途径中重要因子Wnt7a在结肠癌组织、结肠非典型增生组织和正常结肠组织中的表达情况，发现Wnt7a蛋白在结肠非典型增生组阳性表达率高于正常结肠组织组；结肠癌组阳性表达率高于正常结肠组；而结肠非典型增生组与结肠癌组比较，差异无统计学意义，考虑结肠癌的发生发展可能与Wnt7a有密切关系[41]。孟道林等的研究通过病理学确诊并行根治性手术的结肠癌石蜡标本共62例，同时分别选取癌旁正常组织(距肿瘤边缘>5 cm)和良性结肠腺瘤62例作为对照组。采用免疫组化方法检测Wnt/PCP信号途径中Wnt7a在结肠癌组织、结肠腺瘤和正常结肠组织中的表达情况也得到了相同的结果[42]，至此，我们认为Wnt7a可能与结肠癌的发生发展有关系，并有可能成为肿瘤靶向治疗的潜在靶点。

2.6 Wnt7a与其他肿瘤

根据宫颈癌(Cervical cancer，CC)发病的多因素分析，目前人们认识到除人乳头瘤病毒(HPV)感染外，还有其他多因素的影响。其中，Wnt通路的异常调控可能有利于HPV促进形成细胞的恶性进展。Wnt7a的表达在来自CC的细胞株和活检组织中被发现强烈下调。用慢病毒基因传递系统或在加入重组人蛋白后，在CC衍生细胞系中恢复Wnt7a可降低肿瘤细胞的增殖。同样，非致瘤细胞中的Wnt7a沉默也明显加速了细胞的增殖。研究发现降低了Wnt7a水平的CC衍生细胞和异位Wnt7a修复对细胞增殖和迁移会产生负面影响[43]。Yi等学者探讨了Wnt7a在乳腺癌发病及预后中的作用。通过对258例乳腺浸润性导管癌患者进行回顾性分析。应用组织芯片和免疫组织化学染色，评价Wnt7a的表达与临床病理参数的关系以及Wnt7a的预后价值。结果显示Wnt7a表达与雌激素受体(ER)表达显著相关，在单因素和多因素分析中，Wnt7a表达缺失与无病生存期(DFS)有关，但与总体生存期(OS)不相关。在ER阳性组中，Wnt7a表达缺失是单因素和多因素分析中较短的DFS的独立预后因素。而ER阴性组根据Wnt7a的表达，DFS和OS无统计学差异。所以研究者认为Wnt7a表达缺失可能是评估DFS和OS的重要因素，尤其是ER阳性乳腺癌[44]。另外，Wnt7a在子宫内膜癌中也存在高表达，Wnt7a阳性表达与肿瘤进展及预后不良密切相关。因此，Wnt7a可能成为子宫内膜癌的一个新的预后生物标志物和潜在的治疗靶点[45-46]。

3 小结与展望

Wnt7a在多种肿瘤细胞中都有表达，可以通过特异性的检测方法，检测肿瘤中Wnt7a蛋白的含量来评估肿瘤患者的预后以及治疗效果。另外，Wnt7a与肺癌、卵巢癌、结肠癌、肾癌等肿瘤的转移有关，是否可以通过调控Wnt7a基因来控制肿瘤的转移还需要更多研究来进一步探讨。揭示Wnt7a基因在肿瘤的生物学特性方面的作用，并为Wnt7a或者其所作用的通路提供抑制剂或者靶向药物提供了临床研究的方向，具有十分重要的意义，必将成为今后研究的热点。