趙亞男， 劉 明△， 魏建梁， 張玉冬， 王 彬， 張 玥， 王 冠

(山東中醫(yī)藥大學(xué)附屬醫(yī)院 1周?chē)懿】疲?2高血壓基地， 山東 濟(jì)南 250014)

Wnt/β-catenin信號(hào)通路和核因子κB(nuclear factor kappa B，NF-κB)信號(hào)通路都是相對(duì)保守的信號(hào)通路，貫穿哺乳類(lèi)動(dòng)物的一生并可以調(diào)節(jié)很多生物學(xué)進(jìn)程。研究顯示，Wnt/β-catenin通路與NF-κB通路之間存在交互作用，且共同參與多方面的調(diào)控。創(chuàng)面愈合是一個(gè)復(fù)雜而有序的過(guò)程，是涉及炎性細(xì)胞、細(xì)胞外基質(zhì)和細(xì)胞因子等多種因素的級(jí)聯(lián)反應(yīng)。Wnt/β-catenin通路和NF-κB通路的相互參與創(chuàng)面愈合的過(guò)程，可反映在調(diào)控炎癥、影響成纖維細(xì)胞和干預(yù)血管新生等方面。

1 Wnt/β-catenin信號(hào)通路簡(jiǎn)述

Wnt信號(hào)通路是一條高度保守的信號(hào)傳導(dǎo)通路，Wnt蛋白家族參與很多生物學(xué)過(guò)程，包括細(xì)胞增殖、凋亡和分化，并參與維持干細(xì)胞的多潛能性等[1]。Wnt信號(hào)通路主要有3條途徑，其中研究最多的即Wnt/β-catenin通路，又稱(chēng)為經(jīng)典Wnt通路。在正常成熟細(xì)胞中，Wnt通路處于關(guān)閉狀態(tài)，當(dāng)Wnt信號(hào)通路被激活時(shí)，Wnt蛋白與細(xì)胞表面受體卷曲蛋白(Frizzled，F(xiàn)rz)及低密度脂蛋白受體相關(guān)蛋白5/6(low-density lipoprotein receptor-related protein 5/6，LRP5/6)結(jié)合，胞內(nèi)散亂蛋白(Dishevelled，Dsh或Dvl)與Frz胞內(nèi)區(qū)結(jié)合后被磷酸化激活，抑制糖原合成酶激酶3β(glycogen synthase kinase-3β，GSK-3β)的活性，使得β-catenin不能被磷酸化，不能被泛素-蛋白酶體系降解；不能被降解的β-catenin在胞質(zhì)內(nèi)大量積累并進(jìn)入核內(nèi)，與轉(zhuǎn)錄因子TCF/LEF(T-cell factor/lymphoid enhancer factor)結(jié)合，啟動(dòng)下游CCND1(cyclin D1的基因)等靶基因的表達(dá)[2]。

2 NF-κB信號(hào)通路簡(jiǎn)述

NF-κB是一個(gè)轉(zhuǎn)錄因子蛋白家族，當(dāng)處于靜息狀態(tài)時(shí)，NF-κB在胞質(zhì)內(nèi)與其抑制蛋白(inhibitor of NF-κB,IκB)相結(jié)合，故不具有轉(zhuǎn)錄活性。當(dāng)受到外界刺激時(shí)，IκB激酶(IκB kinase, IKK)被激活使IκB蛋白從NF-κB上脫離并被降解，NF-κB進(jìn)入細(xì)胞核，并與核內(nèi)DNA特定靶位結(jié)合，啟動(dòng)靶基因的轉(zhuǎn)錄與表達(dá)，釋放白細(xì)胞介素2(interleukin-2, IL-2)和IL-6等炎癥相關(guān)因子[3]。NF-κB通路是調(diào)節(jié)免疫反應(yīng)、應(yīng)激反應(yīng)、凋亡和炎癥的中心環(huán)節(jié)，是諸多炎癥過(guò)程的共同通路，在組織修復(fù)中也起到重要作用[4]。

3 Wnt/β-catenin通路與NF-κB通路間的相互作用

信號(hào)通路間的相互作用可以使各自的功能得到擴(kuò)展，并形成一個(gè)復(fù)雜的調(diào)節(jié)網(wǎng)絡(luò)。Wnt/β-catenin信號(hào)通路是參與組織再生的重要通路，而NF-κB通路是炎癥反應(yīng)的關(guān)鍵通路[5]。Wnt/β-catenin通路可以通過(guò)與NF-κB通路相互作用而調(diào)節(jié)炎癥和免疫反應(yīng)，同樣的，NF-κB通路也可干預(yù)Wnt/β-catenin信號(hào)通路的激活[6]。Wnt/β-catenin通路與NF-κB通路的相互作用參與很多方面的調(diào)控，如慢性炎癥、免疫和腫瘤等[7]，見(jiàn)圖1。

Figure 1. The interaction of Wnt/β-catenin and NF-κB signaling pathways[5].

圖1Wnt/β-catenin通路與NF-κB通路的相互作用

3.1Wnt/β-catenin通路與NF-κB通路之間的正向調(diào)控 β-catenin過(guò)表達(dá)可激活Wnt信號(hào)通路，同時(shí)導(dǎo)致IκB的降解，繼而激活NF-κB通路[8]。研究發(fā)現(xiàn)，在血管平滑肌細(xì)胞中，Wnt-1可激活β-catenin/TCF4介導(dǎo)的NF-κB通路[9]。IKKα作為NF-κB通路的重要激活劑，可以上調(diào)β-catenin/TCF的轉(zhuǎn)錄活性，并增加下游基因CCND1的表達(dá)[10]；IKKα還可以通過(guò)抑制GSK-3β/APC的降解增加細(xì)胞質(zhì)內(nèi)β-catenin的水平[11]。在小鼠軟骨細(xì)胞中，IL-1β引起的NF-κB激活可促進(jìn)Wnt/β-catenin通路轉(zhuǎn)錄因子Lef1的表達(dá)，激活β-catenin/LEF的活性，間接地干預(yù)Wnt通路[12]。

3.2Wnt/β-catenin通路與NF-κB通路之間的負(fù)向調(diào)控 第1次發(fā)現(xiàn)Wnt通路可以拮抗性調(diào)節(jié)NF-κB通路的證據(jù)來(lái)源于對(duì)人類(lèi)結(jié)腸和乳腺腫瘤細(xì)胞的觀察[13]。該研究發(fā)現(xiàn)，β-catenin與RelA和p50形成復(fù)合物，導(dǎo)致NF-DNA激活的下降，激活的β-catenin抑制NF-κB目標(biāo)基因Fas的表達(dá)，因此可能作用于Fas介導(dǎo)的腫瘤發(fā)生。更多的研究證實(shí)，在肝、乳腺和結(jié)腸腫瘤細(xì)胞上β-catenin對(duì)NF-κB的激活和下游基因的表達(dá)有抑制作用[14-15]。 β-catenin對(duì)NF-κB的抑制作用還體現(xiàn)在許多非腫瘤細(xì)胞上，如軟骨細(xì)胞、成纖維細(xì)胞、上皮細(xì)胞、成骨細(xì)胞和肝細(xì)胞等[5]。在結(jié)腸癌、肝癌和乳腺癌中，NF-κB可以通過(guò)上調(diào)腫瘤抑制基因LZTS2抑制β-catenin/TCF的活性，而在膠質(zhì)瘤細(xì)胞中可以下調(diào)LZTS2來(lái)促進(jìn)β-catenin/TCF的活性[16]。

3.3Wnt/β-catenin通路與NF-κB通路的交互作用位點(diǎn)

3.3.1Wnt蛋白與通路的交互作用 近些年，研究發(fā)現(xiàn)Wnt5a具有許多重要功能。Wnt5a與受體結(jié)合后，可激活Wnt/β-catenin途徑，并在生物體發(fā)育和腫瘤形成過(guò)程中扮演關(guān)鍵角色。同時(shí)，Wnt5a的表達(dá)受NF-κB通路的調(diào)控，不僅表現(xiàn)在炎癥及感染方面，而且在腫瘤發(fā)生上也發(fā)揮重要作用[17]。研究表明，創(chuàng)面中Wnt5a的表達(dá)增強(qiáng)，并可作用于濾泡間上皮細(xì)胞，并使其分化成不同的皮膚附屬器，參與創(chuàng)面愈合[18]。

3.3.2DKK1與通路的交互作用 DKK1是Wnt/β-catenin通路的拮抗劑，其表達(dá)受經(jīng)典Wnt/β-catenin信號(hào)通路影響[19]。在乳腺癌細(xì)胞中發(fā)現(xiàn)DKK1高表達(dá)，且乳腺癌骨轉(zhuǎn)移時(shí)表達(dá)水平更高。研究認(rèn)為，乳腺癌細(xì)胞產(chǎn)生DKK1，阻斷Wnt3a引起的成骨作用，并導(dǎo)致NF-κB配體的減少可能是其發(fā)生骨轉(zhuǎn)移的機(jī)制之一[20]。有研究證實(shí)，DKK1可調(diào)節(jié)皮膚色素沉著、皮膚厚度、毛囊大小并參與毛發(fā)新生等[21-22]，但目前尚無(wú)其參與創(chuàng)面愈合過(guò)程的直接證據(jù)。

3.3.3E-鈣黏蛋白與通路的交互作用 E-鈣黏蛋白是一類(lèi)主要介導(dǎo)同型細(xì)胞間黏附的鈣依賴(lài)性跨膜糖蛋白，維持生理?xiàng)l件下上皮組織極性和結(jié)構(gòu)的完整性[23]。在正常成熟細(xì)胞中，Wnt信號(hào)通路未被激活時(shí)，大部分β-catenin與細(xì)胞膜上的E-鈣黏蛋白結(jié)合形成復(fù)合體，維持上皮的完整性。當(dāng)兩者中任一個(gè)功能變化或表達(dá)異常致使復(fù)合體的功能降低或喪失時(shí)，不僅會(huì)影響細(xì)胞間的黏附性連接，而且導(dǎo)致細(xì)胞膜上的β-catenin可轉(zhuǎn)移至細(xì)胞質(zhì)或細(xì)胞核，并進(jìn)一步激活Wnt/β-catenin信號(hào)通路[24]。研究顯示，與E-鈣黏蛋白相關(guān)的另一條主要信號(hào)傳導(dǎo)通路即NF-κB信號(hào)通路[7]。此外，研究發(fā)現(xiàn)，在黑色素細(xì)胞瘤中，低水平的E-鈣黏蛋白導(dǎo)致NF-κB高表達(dá)的原因可能是細(xì)胞質(zhì)中β-catenin導(dǎo)致p38介導(dǎo)下的NF-κB激活[25]。同時(shí)，有研究證實(shí)，在創(chuàng)面愈合時(shí)，角質(zhì)形成細(xì)胞中E-鈣黏蛋白的表達(dá)水平影響了黑素細(xì)胞的遷移，而黑素細(xì)胞遷移到創(chuàng)口邊緣是創(chuàng)面愈合的必須過(guò)程[26]。

3.3.4GSK-3β與通路的交互作用 GSK-3β既可以降解APC-β-catenin復(fù)合物進(jìn)而激活Wnt通路，同時(shí)又可作為NF-κB的調(diào)控因子，其在基因轉(zhuǎn)錄、細(xì)胞凋亡、感染、葡萄糖代謝、干細(xì)胞更新和分化方面均具有重要作用[27]。GSK-3β可以通過(guò)降低β-catenin的水平進(jìn)而抑制Wnt信號(hào)通路的表達(dá)[28]；同時(shí)，又可以通過(guò)降低IκB的水平進(jìn)而激活NF-κB的轉(zhuǎn)錄活性[29]。有學(xué)者通過(guò)動(dòng)物實(shí)驗(yàn)證實(shí)，過(guò)表達(dá)GSK-3β有助于促進(jìn)創(chuàng)面愈合，增加膠原含量，減少細(xì)胞凋亡[30]。

3.3.5IKKs/IkB與通路的交互作用 IKKα和IKKβ是NF-κB的重要激活劑，也是β-catenin的重要調(diào)節(jié)劑。研究發(fā)現(xiàn)，IKKβ表達(dá)下降可抑制β-catenin的泛素化，進(jìn)而使β-catenin水平升高，激活Wnt信號(hào)通路[31]；而IKKα通過(guò)作用于β-catenin的氨基末端以增加其轉(zhuǎn)錄激活[32]。有研究證實(shí)，在創(chuàng)面修復(fù)過(guò)程中，IKK可通過(guò)調(diào)節(jié)細(xì)胞內(nèi)的氧化還原狀態(tài)干預(yù)表皮生長(zhǎng)因子的表達(dá)，影響創(chuàng)面愈合[33]。

4 Wnt/β-catenin通路與NF-κB通路在創(chuàng)面愈合中的作用

創(chuàng)面愈合是一個(gè)為維持皮膚完整性，涉及多種因子、多種細(xì)胞的復(fù)雜有序的過(guò)程。第一階段(1～3 d)是止血與炎癥反應(yīng)階段，炎癥反應(yīng)是清除微生物及組織碎片的必須過(guò)程，早期表現(xiàn)為中性粒細(xì)胞的浸潤(rùn)，后期為單核細(xì)胞的分化；第二階段(2～10 d)為增殖階段，表現(xiàn)為成纖維細(xì)胞增殖、血管新生、肉芽組織形成；第三階段為修復(fù)階段，可持續(xù)至創(chuàng)傷后1年甚至更久，主要表現(xiàn)為膠原的收縮及瘢痕的形成[34]。在愈合過(guò)程中，炎癥階段到增殖階段的轉(zhuǎn)變是創(chuàng)面愈合的關(guān)鍵，而過(guò)度及持久的炎癥可導(dǎo)致慢性難愈性創(chuàng)面[35]。

4.1干預(yù)炎癥反應(yīng) 炎癥反應(yīng)是創(chuàng)面愈合過(guò)程中不可缺少的部分，但是過(guò)度的炎癥反應(yīng)不利于創(chuàng)面愈合。過(guò)度炎癥反應(yīng)是導(dǎo)致包括糖尿病潰瘍?cè)趦?nèi)的許多慢性難愈性創(chuàng)面重要因素之一[36]。NF-κB通路是炎癥反應(yīng)的經(jīng)典通路，在創(chuàng)面愈合過(guò)程中，NF-κB通路作為初期的免疫反應(yīng)立即被激活，并釋放出創(chuàng)面愈合所必需的炎癥因子[37]。有研究發(fā)現(xiàn)，在糖尿病潰瘍中，NF-κB通路持續(xù)激活，導(dǎo)致炎癥因子分泌增加，并成為糖尿病潰瘍慢性難愈的原因之一，而抑制NF-κB通路后，創(chuàng)面愈合加速[38]；有學(xué)者發(fā)現(xiàn)，維生素D可通過(guò)抑制NF-κB介導(dǎo)的炎癥反應(yīng)促進(jìn)糖尿病小鼠創(chuàng)面愈合[39]；同時(shí)，研究證實(shí)，在創(chuàng)面愈合的炎癥反應(yīng)階段，創(chuàng)面組織β-catenin的水平也顯著增強(qiáng)[40]；研究顯示，Wnt通路在不同刺激中對(duì)NF-κB介導(dǎo)的目標(biāo)基因和生物學(xué)功能產(chǎn)生不同的作用，其中包括干預(yù)炎癥反應(yīng)[5]。創(chuàng)面修復(fù)早期，巨噬細(xì)胞中Wnt5a表達(dá)增強(qiáng)并通過(guò)其配體Fzd以調(diào)節(jié)炎癥因子[41]。Wnt5a可以激活經(jīng)典Wnt通路及非經(jīng)典Wnt通路，同時(shí)它可以激活NF-κB通路，參與炎癥反應(yīng)[7]。

4.2干預(yù)成纖維細(xì)胞 成纖維細(xì)胞可產(chǎn)生細(xì)胞外基質(zhì)，為細(xì)胞的生長(zhǎng)和營(yíng)養(yǎng)的轉(zhuǎn)運(yùn)提供結(jié)構(gòu)支撐[42]。在傷口愈合過(guò)程中Wnt信號(hào)參與了成纖維細(xì)胞的增殖。研究證實(shí)，β-catenin參與了大鼠及人類(lèi)傷口修復(fù)的增殖階段，認(rèn)為其對(duì)成纖維細(xì)胞的運(yùn)動(dòng)起調(diào)節(jié)作用，在皮膚創(chuàng)傷修復(fù)的增殖階段，β-catenin是成纖維細(xì)胞的重要調(diào)控者[43]。在創(chuàng)面修復(fù)階段，成纖維細(xì)胞中β-catenin蛋白水平和轉(zhuǎn)錄活性明顯升高，并在創(chuàng)面重塑階段恢復(fù)到基線水平[44]。而異常的β-catenin可導(dǎo)致過(guò)多的纖維組織及瘢痕形成[45]。也有研究發(fā)現(xiàn)[46]，成纖維細(xì)胞中β-catenin水平的高低對(duì)調(diào)節(jié)傷口大小、抗張強(qiáng)度均有重要作用。同時(shí)，有學(xué)者對(duì)糖尿病大鼠創(chuàng)面進(jìn)行研究，發(fā)現(xiàn)通過(guò)激活NF-κB，使p-IKKα/β和p-IκBα水平提高，可有助于促使皮膚成纖維細(xì)胞的遷移，調(diào)節(jié)創(chuàng)面組織的炎癥反應(yīng)并加速愈合[47]。亦研究顯示，在創(chuàng)面愈合過(guò)程中，通過(guò)調(diào)節(jié)NF-κB信號(hào)通路，抑制腫瘤壞死因子α(tumor necresis factor α, TNF-α)的作用，可促進(jìn)成纖維細(xì)胞的增殖[48]。

4.3干預(yù)血管新生 血管新生是創(chuàng)面愈合過(guò)程中基質(zhì)形成的核心[49]。血管內(nèi)皮生長(zhǎng)因子(vascular endothelial growth factors，VEGFs)及其受體(vascular endothedia growth factor receptors，VEGFRs)是促進(jìn)血管形成過(guò)程中關(guān)鍵的細(xì)胞因子。在創(chuàng)面修復(fù)及重塑階段，Wnt在血管形成中發(fā)揮重要作用，且增加Wnt水平可糾正難愈性創(chuàng)面中血管較少的局面[50]。Skurk等[51]研究發(fā)現(xiàn)β-catenin可明顯上調(diào)VEGFR-2的表達(dá)，從而促進(jìn)血管生成；有學(xué)者提出，VEGFs/VEGFRs可能是β-catenin信號(hào)通路的靶基因[52]；Xie等[53]在研究中發(fā)現(xiàn)，阻斷NF-κB信號(hào)通路，體內(nèi)VEGF的表達(dá)受到抑制，從而抑制血管的新生；Tabruyn等[54]論述了NF-κB在血管生成中的作用，并表明VEGFs受NF-κB的調(diào)節(jié)；Shibata等[55]的研究也表明，VEGFs/VEGFRs可能是NF-κB信號(hào)通路的下游靶基因，NF-κB也介導(dǎo)了血管新生能力。在創(chuàng)面愈合中，血管內(nèi)皮細(xì)胞參與血管新生及組織修復(fù)，而研究發(fā)現(xiàn)，IKKβ是調(diào)節(jié)血管內(nèi)皮細(xì)胞通透性及遷移能力過(guò)程中必不可少的物質(zhì)[56]；在對(duì)赤芝酮促進(jìn)創(chuàng)面愈合的研究發(fā)現(xiàn)，赤芝酮可通過(guò)激活NF-κB通路刺激巨噬細(xì)胞VEGF的分泌，并進(jìn)而作用于血管內(nèi)皮細(xì)胞，促進(jìn)血管新生，加速創(chuàng)面愈合[57]。

綜上所述，Wnt/β-catenin通路與NF-κB通路之間存在相互調(diào)控，且相互之間既存在促進(jìn)作用，又存在抑制作用。通路之間的相互調(diào)控進(jìn)一步擴(kuò)大了彼此的功能。Wnt/β-catenin通路及NF-κB通路在創(chuàng)面愈合中均發(fā)揮重要角色，且又通過(guò)交互作用進(jìn)一步加強(qiáng)其對(duì)創(chuàng)面愈合的影響。但Wnt/β-catenin通路與NF-κB通路的對(duì)話在創(chuàng)面愈合中發(fā)揮的機(jī)制尚需進(jìn)一步研究。