Wnt/β-catenin信号通路在多发性骨髓瘤中的机制研究进展

许家威，郭一慧，宋辉，程纬民

多发性骨髓瘤（multiple myeloma，MM）是以骨髓浆细胞异常增殖为特征的血液系统肿瘤，MM 患者往往具有高钙血症、肾功能衰竭和骨病损等病理特征［1］。MM的发生、发展与骨髓微环境关系密切。研究显示，骨髓微环境中基质细胞可分泌Wnt配体，从而激活Wnt/β-连环蛋白（β-catenin）信号通路［2］。异常激活的Wnt/β-catenin 信号通路是MM 发生、发展的一个重要标志［3-4］。在MM 中，存在非编码RNAs、转录因子、蛋白酶和分泌蛋白等多种机制调控Wnt/β-catenin 信号通路。本文就Wnt/β-catenin 信号通路在MM中的研究进展进行综述。

1 Wnt/β-catenin通路概述

Wnt/β-catenin信号通路是Wnt信号通路中的一种，具有调节细胞增殖、分化和凋亡等功能，且与细胞癌变关系密切。在Wnt 蛋白缺失的情况下，βcatenin 主要被由糖原合成酶激酶3β（glycogen synthase kinase 3β，GSK-3β）、腺瘤性激素蛋白（adenomatouspolyposis coli，APC）、酪蛋白激酶1α（casein kinase 1α，CK1α）和受体轴抑制蛋白（Axin）所构成的复合体磷酸化，并通过蛋白酶体机制进行泛素化降解［5］。Wnt 蛋白可与低密度脂蛋白相关受体蛋白5/6（lipoprotein receptor-related protein 5/6，LRP-5/6）受体或卷曲蛋白（frizzled，FZD）受体结合，引起松散蛋白（dishevelled，DVL）磷酸化，促使GSK-3β从复合体中脱落［6］。游离的GSK-3β不能磷酸化β-catenin，导致β-catenin 在细胞质中积累，当βcatenin浓度达到一定水平时则可迁移到细胞核中与T 细胞特异性因子（T cell factor，TCF）、淋巴增强因子（lymphoid enhancer-binding fac-tor，LEF）结合，进而调控下游靶基因如原癌基因C-myc 和周期蛋白D1（Cyclin D1）等表达。

2 MM中Wnt/β-catenin信号通路的调控

2.1 非编码RNAs 对Wnt/β-catenin 信号通路的调控作用 非编码RNAs 是一类不编码蛋白质的RNA，具有调节细胞增殖、自噬和凋亡等功能，在MM 的发生、发展过程中起重要作用。其中微小RNAs（MicroRNAs，miRNAs）、长链非编码RNAs（Long non-code RNAs，lncRNAs）和环状RNAs（circularRNAs，circRNAs）均参与调控Wnt/β-catenin信号通路［7-9］。

2.1.1 miRNAs 对Wnt/β-catenin 信号通路的调控作用 miRNAs 可调控细胞凋亡、细胞增殖、免疫应答、细胞侵袭、细胞迁移及耐药性等［10］。在MM 中，存在异常表达的不同miRNAs，部分为癌基因，部分为抑癌基因，且其表达水平与MM 危险度分层有关［10-11］。在MM 细胞中，miR-744-5p 可靶向抑制转录因子SOX12表达，降低β-catenin和TCF/LEF的转录活性，进而抑制Wnt/β-catenin 信号通路和MM 细胞活性［7］。在MM 细胞中，过表达miR-144 能降低Wnt4a和β-catenin磷酸化水平，抑制MM细胞增殖、迁移和侵袭能力，并促进MM细胞凋亡［12］。同样，作为抑癌基因的miR-342和miR-363则靶向抑制Runt相关转录因子2 的表达，从而抑制Wnt/β-catenin 信号通路并发挥抑癌作用［13］。在MM患者血清和细胞中，低表达的miR-302b能靶向降解MM细胞分泌的Dickkopf 1（DKK1）蛋白，促进成骨细胞β-catenin 表达，抑制LRP6表达，进而激活Wnt/β-catenin信号通路并诱导成骨分化［14］。此外，作为MM 癌基因的miR-135b 通过上调Wnt3a、β-catenin 和Cylin D1 蛋白表达，抑制GSK3β 和CK1α 等Wnt 通路抑制因子的蛋白表达，进而活化Wnt/β-catenin 信号通路，促进MM 细胞的增殖、迁移和侵袭等生物学行为［15］。在MM细胞中高表达的miR-106b-5p可通过下调转录因子KLF10的表达，进而激活Wnt/β-catenin 信号通路，增强MM细胞活性［16］。

因此，miRNAs 可通过调控Wnt/β-catenin 信号通路，参与MM的发生、发展过程，miRNAs也可作为MM 诊断的生物学指标和风险分层评估的参考指标。

2.1.2 LncRNAs 对Wnt/β-catenin 信号通路的调控作用 lncRNAs 参与了细胞的生物学过程［17］。在MM中，异常表达的lncRNAs可通过直接或间接调控Wnt/β-catenin 信号通路，进而参与MM 细胞的生物学过程。MM 相关的lncRNA HOXB-AS1 可通过与胚胎致死性异常视觉样基因1（ELAVL1）结合，促进岩藻糖基转移酶Ⅳ（fucosyltransferase Ⅳ，FUT4）转录和Wnt/β-catenin 信号通路活化，沉默lncRNA HOXB-AS1可降低FUT4、β-catenin、pGSK3β 和CyclinD1 的蛋白表达水平，因此，lncRNA HOXBAS1 活化FUT4 和Wnt/β-catenin 信号通路可促进MM 细胞活性增加［18］。在MM 细胞中存在lncRNA HCP5过表达，lncRNA HCP5可通过“海绵机制”靶向结合和降低miR-128-3p的表达水平，进而靶向促进MM 细胞多形性腺瘤基因样蛋白2（pleomorphic adenoma gene-like protein 2，PLAGL2）表达，引起Wnt/β-catenin 信号通路异常活化，促进MM 细胞的增殖，而沉默lncRNA HCP5 的表达可抑制MM 在荷瘤小鼠体内的进展［8］。lncRNA NEAT1 在MM 组织中表达上调，而沉默lncRNA NEAT1可抑制MM细胞核内β-catenin 和Myc 的表达，提示lncRNA NEAT1可通过促进Wnt/β-catenin 信号通路活化，促进MM细胞的增殖、迁移和侵袭［19］。因此，lncRNAs可通过调节miRNAs 和靶向蛋白的表达水平，参与Wnt/βcatenin 信号通路调控，进而影响MM 细胞的生物学过程。

2.1.3 CircRNAs 对Wnt/β-catenin 信号通路的调控作用 CircRNAs 可通过与蛋白质或miRNA 相互作用而影响细胞的增殖、迁移和侵袭等生物学过程［20］。Zhou 等［9］通过功能恢复实验证实，circ-PTK2、miR-638 介导的MEK/ERK 和Wnt/β-catenin信号通路之间存在相互作用。circ-PTK2 在MM 细胞中表达上调，其通过降低miR-638 的表达，促进Wnt1 和β-catenin 的蛋白表达，进而激活Wnt/βcatenin信号通路，并影响MM细胞活性［9］。

2.2 转录因子对Wnt/β-catenin 信号通路的调控作用 在MM 组织和细胞中存在其特异性转录因子，这些转录因子受到激素、生长因子或其他刺激后可导致其转录蛋白（如KLF10［16］和SOX12［21］）的表达异常。在MM细胞内异常表达的蛋白分子可通过调控包括信号通路转导在内的多种途径，参与MM 细胞生物学过程。转录因子SOX12在MM细胞中表达上调，其通过增强β-catenin 和LEF/TEF 的转录活性，促进MM 细胞增殖，而沉默SOX12 可下调MM 细胞的β-catenin蛋白表达水平，抑制Wnt/β-catenin信号通路活化，提示SOX12能通过激活Wnt/β-catenin信号通路而促进MM的细胞增殖［21］。转录因子KLF10在MM细胞中表达较低，而过表达KLF10能降低MM细胞核内β-catenin、CyclinD1 和C-myc 蛋白表达并抑制GSK3β磷酸化，这表明KLF10可通过抑制Wnt/β-catenin信号通路活化，从而抑制MM细胞活性［16］。可见，在MM 中异常表达的转录因子可靶向调控Wnt/β-catenin 信号通路，进而参与调控MM 细胞的生物学过程。另外，在MM 中异常表达的转录因子也有望作为MM 的生物学标志物，研究转录因子不仅可以明确其在MM 发病机制中的作用也可为MM诊断提供新的依据［21］。

2.3 蛋白酶类对Wnt/β-catenin 信号通路的调控作用 蛋白酶可通过组蛋白去甲基化、去泛素化和蛋白修饰等途径调控细胞生物学过程。Lv 等［22］研究发现，MM组织中组蛋白去甲基化酶JMJD2C表达水平上调，进而提高MM 细胞β-catenin 转录活性和稳定性并抑制GSK3β蛋白表达，引起Wnt/β-catenin信号通路的异常激活，提高MM细胞增殖水平，而使用Wnt/β-catenin信号通路抑制剂可降低MM细胞的增殖水平，提示高表达的JMJD2C 可激活Wnt/βcatenin信号通路，促进MM细胞增殖。研究显示，编码去泛素化酶CYLD 基因的缺失可提高MM 细胞对Wnt 配体的敏感性，进而激活Wnt/β-catenin 信号通路，增强MM 细胞的侵袭性［23］。硫酸肝素链被认为是MM 细胞中Wnt 信号通路的关键组分，可被蛋白聚糖-1修饰，进而结合Wnt和R-spondins，增强Wnt/β-catenin 信号通路传导能力，促进MM 细胞增殖［24-25］。核糖核酸还原酶M2（RRM2）在MM 血清和MM 细胞中表达上调，沉默RRM2 可激活MM 细胞GSK3β 磷酸化并下调β-catenin、C-myc 和Cyclin D1蛋白表达水平，这表明高表达的RRM2 可通过激活Wnt/β-catenin信号通路而促进MM细胞活性［26］。

由此可见，在MM 细胞中，去甲基化酶、去泛素化酶和还原酶等蛋白酶的异常表达可通过激活Wnt/β-catenin 信号通路的活性，从而诱发MM 细胞的生物学过程。

2.4 分泌蛋白对Wnt/β-catenin 信号通路的调控作用 在MM 骨髓微环境中，骨髓基质细胞、MM 细胞可分泌Wnt 配体和Wnt 拮抗蛋白，进而加速MM 的进展，诱发MM 的临床体征。MM 细胞可分泌DKK1蛋白，而MM患者血清中DKK1蛋白表达水平异常升高可诱导成骨细胞β-catenin 磷酸化，抑制Wnt/βcatenin 信号通路活化，最终抑制成骨细胞分化［27］。硬化蛋白也在MM 患者血清和MM 细胞中表达上调，MM 细胞与骨细胞共同培养时硬化蛋白可与LRP5/6结合形成复合物，减少成骨细胞β-catenin的核内积累，进而抑制成骨分化［28-29］。因此，Wnt/βcatenin 信号通路可参与调控MM 的成骨分化，此途径可被MM 细胞分泌的DKK1 蛋白和硬化蛋白所介导，进而诱发MM骨病，加速MM疾病进展。

3 小结

Wnt/β-catenin信号通路在MM的发病机制中具有重要作用，其可参与调控MM 细胞的增殖、迁移、侵袭和凋亡等生物学过程，同时还参与MM 的成骨分化过程。特异性激活Wnt/β-catenin 信号通路可促进MM 的疾病进展，导致MM 肿瘤细胞的恶性增殖、骨破环和肾损伤等系列病理过程。因此，靶向阻断Wnt/β-catenin 信号通路成为治疗MM 的新热点。通过深入研究非编码RNAs、转录因子、蛋白酶和分泌蛋白等可调控Wnt/β-catenin 信号通路的细胞因子，可明确Wnt/β-catenin 信号通路在MM 发病机制中的作用，也为研究调控Wnt/β-catenin 信号通路，从而治疗MM 以及MM 骨病提供新的分子治疗靶点。