Wnt信号通路及其抑制因子SFRPs在肿瘤血管生成/重建中的研究进展*

王瑶瑶，汪英男，潘巍巍

(1.包头医学院2017级硕士研究生，内蒙古包头 014060；2.乌兰察布市中心医院老年病科；3.嘉兴学院医学生物实验室)

血管生成是通过先前存在的血管萌芽和发芽进入无血管区域而形成新血管的过程[1-4]。血管生成生长的阶段包括基底膜的降解、内皮细胞的迁移和增殖形成血管发芽、管的形成、以及周边细胞或平滑肌细胞的募集，以形成成熟的血管[3，5-6]。血管生成发生在胚胎时期，月经和包括肿瘤生长的病理过程[2,5-7]。重塑在血管生成中很常见，包括血管的生长和消退，以适应组织的需要。血管的直径和厚度取决于局部组织的需要，通常始于原始管的神经丛，其被修改以形成更复杂的血管网络在成熟组织中。血管网络的重塑或消退过程中内皮细胞的凋亡明显增加[3],其对血管的形成和维持非常重要，否则可能会出现病理，如肿瘤的发展。有许多血管生成生长因子可阻止内皮细胞凋亡并刺激增殖以优化血管生长。调节血管生成的生长因子包括血管内皮生长因子(VEGF)，血管生成素-1(Ang-1)，碱性成纤维细胞生长因子( bFGF)，肝细胞生长因子和血小板衍生生长因子(PDGF)。促血管生成因子促进毛细血管向分泌生长因子的肿瘤发芽，从而使该区域血管化，抗血管生成因子包括血小板反应蛋白-1，血管抑制素和内皮抑素等[5,7-8]，并且它们抑制血管细胞募集和脉管系统的生长。本文就Wnt信号通路和SFRPs在肿瘤血管重建中如何发挥作用做一概述。

1 Wnt信号通路的组成

Wnt信号通路具有高度同源性，由细胞外蛋白(Wnt)、跨膜受体(Frz)及辅助受体低密度脂蛋白受体相关蛋白5/6(lipoprotein receptor-related proteins 5 or 6 ，LRP5/6)、胞质蛋白13-catenin、散乱蛋白(DVL)、结肠腺瘤样息肉病蛋白(APC)、糖原合成酶激酶(GSK)-3p、轴蛋白 (Axin)及核内转录因子T细胞因子(TCF)/淋巴细胞增强因子(LEF)等构成[9]。 Wnt蛋白和受体结合后可通过依赖β-catenin经典通路和不依赖β-catenin非经典通路激活[10]。非经典通路又可以分为Wnt/Ca2+(the Wnt/calcium)和Wnt/PCP (the Wnt/planar cell polarity pathway)[11]。另外，Wnt的拮抗剂包括有分泌卷曲蛋白相关家族(secreted frizzled-related protein family ，SFRPs)，DKK(Dickkopf)，Wnt 抑制因子(the Wnt inhibitory-factors，WIFs)和Cerebus类型[12]。

2 SFRPs的结构和功能

SFRPs蛋白家族有8个成员，即SFRP1、2、3、4、5，Sizzle，Sizzle2、Cresent[13]。

SFRP基因编码一种分泌性蛋白，有大约有3000多个氨基酸残基，由N末端的半胱氨酸富集区CRD(该区域与Wnt受体frizzled蛋白CRD区域高度相似)和C末端netrin样结构域(netrin-like domain,NTR)组成。SFRPs是Wnt信号通路的下游基因，对Wnt信号通路具有抑制剂作用，Wnt配体是一种富含半胱氨酸的疏水糖蛋白，目前已知有19种哺乳动物的Wnt配体。由于SFRP与Wnt的配体的N末端具有相似性，因此SFRPs会很快识别并对Wnt进行调节。SFRPs通过阻断Wnt和接收蛋白复合物结合从而拮抗Wnt通路，因此，SFRPs可以作为Wnt受体的竞争性抑制剂。另一方面，SFRPs可能作为Wnt蛋白的载体，可以扩大Wnt信号通路的范围并且通过模拟Wnt配体增强Wnt信号传导[13]。

3 Wnt信号通路在肿瘤血管重建中的作用

血管重建对于肿瘤发生、发展具有重要作用。研究表明，很多因素通过抑制上皮细胞的凋亡刺激血管的形成。血管重建受很多因子影响，如内皮细胞生长因子(vascular endothelial growth factor，VEGF)、血管生成素-1、纤维细胞等[5]。最新的研究表明，在正常和病理条件下，典型和非典型Wnt信号通路都与多种器官和肿瘤的血管生成有关。经典和非经典Wnt信号通路都可以通过调控R-spondin3和Fzd7影响血管上皮细胞[14-15]。Wnt/β-catenin信号通过转录调控血管生成相关的VEGF表达[16]。VEGF是由间充质和间质细胞以旁分泌方式产生和分泌的,它是内皮细胞的有效促分裂原和化学诱导物,Wnt信号通路中的突变导致VEGF的上调，VEGF可诱导恶性细胞新生血管形成，并在肿瘤细胞中表达增加。此外，VEGF是内皮细胞增殖，迁移和存活的刺激因子，在生理和病理血管生成中具有重要作用[17-18]。VEGF激活的内皮细胞也被证明可以增加促血管生成蛋白MMPs的表达[19-20]。此外，β-catenin/TCF 复合体也调控interleukin-8 和基质金属酶蛋白( matrix metalloproteinases，MMPs)表达，这些蛋白可以驱动或调控血管生成[21-22]。MMP通过介导细胞外基质(ECM)的降解和重塑，通过促进新血管的萌芽和血管生成，从而促进肿瘤的生长。促血管生成蛋白MMP-7在癌症转移中起重要作用，研究表明MMP-7相比正常组织在侵袭性癌症中表达上调[23]。研究表明，MMP抑制剂可以通过加速内皮细胞的迁移来促进肿瘤血管生成[24]。此外，抑制Wnt /β-catenin信号通路的激活，可以抑制胃癌细胞的迁移，侵袭和血管生成[25]。而且研究表明，Wnt /β-catenin信号通路促进了CRC(结直肠癌)细胞的侵袭和凋亡，体外迁移，皮下肿瘤生长，血管生成和肝脏体内转移[26]。 Wnt信号传导通路通过调节多种基因表达从而影响肿瘤血管生成和重建。因此，揭示Wnt信号通路如何的作用及其通过影响与其他分子信号通路途径在从而介导血管生成作用对于肿瘤治疗及肿瘤分子靶向研究具有重要作用。

4 SFRPs在肿瘤血管重建中的作用

血管生成是新毛细血管的生长，是实体肿瘤生长的重要组成部分[27]。不仅Wnt信号通路影响着血管的重建，而且Wnt通路的下游基因SFRPs也影响着血管的重建。 SFRP2属于分泌的卷曲相关蛋白的大家族，其与Wnt信号传导级联相关。研究表明SFRP2是Wnt-β连环蛋白途径的抑制剂[28]。有研究就表明SFRP2在肿瘤中促进血管的生成，他们的体外实验表明SFRP2可以诱导迁移，抗凋亡和管形成，而这是新血管形成所必需的重要细胞过程。并且评估了非经典Wnt / Ca2+ 途径在SFRP2诱导的血管生成中的作用。当非经典Wnt / Ca2 +途径被激活时，钙调神经磷酸酶使细胞质中的NFAT磷酸化，使NFAT易位到细胞核中并充当转录因子[29]。表明SFRP2通过Wnt / Ca2 +途径发信号并在内皮细胞中诱导NFAT核转位。这进一步支持了NFAT在SFRP2刺激的管形成中的作用[30]。有研究表示SFRP-1可以与内皮细胞上的Wri受体Frizzled 4和7相互作用，以转导下游至需要与GSK-3协同作用的Rac-1的活性。SFRP-1在内皮细胞中的过表达特异性地逆转了GSK-3的失活，并且增加了小鼠后肢缺血诱导的血管生成中的新血管形成。该研究说明了SFRP-1涉及GSK-3的调节途径和Rac-1在内皮细胞细胞骨架重组和新血管形成中的作用[31]。但是关于SFRPs在血管重建方面的研究甚少，机制不是十分明了，期待在这方面可以有更深入的研究。

5 展望

Wnt信号通路作为一种既影响基因表达，又影响血管重建受到了极大的关注，血管的重建在肿瘤中具有重要作用，而Wnt信号通路及其下游基因SFRPs在血管重建方面有着非常大的潜力，期待未来在这一方面有着更加深入、全面的研究，为广大肿瘤患者带来巨大福音。