鄒晨辰 阮靈偉 施泓

（自然資源部第三海洋研究所 自然資源部海洋生物遺傳資源重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，廈門 361005）

Wnt信號(hào)通路最早在果蠅的發(fā)育中被發(fā)現(xiàn)，它在動(dòng)物間存在遺傳學(xué)上的高度保守性，且存在于所有后生動(dòng)物中［1］。該信號(hào)通路廣泛參與細(xì)胞增殖和凋亡、組織分化和再生、胚胎發(fā)育等多種生物過程［2］。目前，Wnt信號(hào)通路在多種疾病發(fā)生和發(fā)展中的作用，以及在病原體侵染時(shí)發(fā)揮的天然免疫調(diào)控作用正成為研究熱點(diǎn)。

Wnt信號(hào)通路以Wnt為配體激活信號(hào)通路，從而將胞外信號(hào)傳入胞內(nèi)。根據(jù)Wnt的分子類型和下游分子的響應(yīng)作用機(jī)制，Wnt信號(hào)通路可分為2類，即經(jīng)典Wnt信號(hào)通路和非經(jīng)典Wnt信號(hào)通路。經(jīng)典Wnt信號(hào)通路目前已被廣泛研究，隨著研究的深入非經(jīng)典Wnt信號(hào)通路也正越來越多地引起人們的關(guān)注。其中非經(jīng)典Wnt信號(hào)通路主要包括Wnt/平面細(xì)胞極性信號(hào)通路（Wnt/planar cell polarity pathway，Wnt/PCP pathway）和 Wnt/Ca2+信號(hào)通路［3］。

1 經(jīng)典Wnt信號(hào)通路

1.1 經(jīng)典Wnt信號(hào)通路概述

經(jīng)典Wnt信號(hào)通路，也稱Wnt/β-catenin信號(hào)通路，是最早發(fā)現(xiàn)的Wnt信號(hào)通路，因此被稱為經(jīng)典Wnt信號(hào)通路。它最大的特點(diǎn)是由該通路的關(guān)鍵分子β-catenin來介導(dǎo)。

在正常狀態(tài)下，Wnt信號(hào)通路處于關(guān)閉狀態(tài)。細(xì)胞質(zhì)中的β-catenin被由支架蛋白Axin、腺瘤息肉蛋白（adenomatous polyposis coli，APC）、糖原合酶激 酶 -3（glycogen synthase kinase-3，GSK-3）和 酪蛋白激酶1（casein kinase1，CK1）等蛋白組成的降解復(fù)合體磷酸化后，被β-轉(zhuǎn)導(dǎo)素重復(fù)序列包含蛋白（β-transducin repeat containing protein，β-TrCP）泛素化［4］。隨后，泛素化的β-catenin被蛋白酶體識(shí)別并快速降解，在細(xì)胞中維持較低水平［5］。而這時(shí)在細(xì)胞核中，T細(xì)胞因子/淋巴樣增強(qiáng)因子（T-cell factor/lymphoid enhancer factor，TCF/LEF）與共阻遏因子Groucho（人類中同源蛋白為TLE）結(jié)合，并募集去乙?；溉?HDAC1（果蠅中為Rpd3），催化靶基因區(qū)域組蛋白去乙酰化，從而抑制靶基因表達(dá)［6-7］。除了Groucho外，Dact1、Osa、Mtgr1、TIS7和CtBP等分子也參與靶基因表達(dá)的抑制過程［8］。

當(dāng)受到外界刺激（如損傷、病原體、激動(dòng)劑等）時(shí)，Wnt蛋白與細(xì)胞膜上的兩種跨膜蛋白——Frizzled家族受體和低密度脂蛋白受體相關(guān)蛋白5/6（low density lipoprotein receptor related proteins5/6，LRP5/6）（果蠅中同源物為Arrow）的胞外結(jié)構(gòu)域結(jié)合后，形成Wnt-Frizzled-LRP5/6三聚體復(fù)合物，激活Wnt信號(hào)通路［9-14］。其中，F(xiàn)rizzled通過Disheveled（Dvl）的PDZ和DEP結(jié)構(gòu)域募集并磷酸化Dvl。磷酸化的Dvl通過DIX同源結(jié)構(gòu)域相互作用，將Axin募集到質(zhì)膜上［15-16］。此外，由于GSK- 3和CK1與支架蛋白Axin存在互作，因此一起被募集到質(zhì)膜上。LRP5/6胞質(zhì)區(qū)包含保守的5個(gè)PPPSPxS基序，在Wnt刺激后PPPSP被GSK-3磷酸化，xS被CK1磷酸化。磷酸化的5個(gè)PPPSPxS基序同時(shí)為Axin分子提供結(jié)合位點(diǎn)，導(dǎo)致Axin去磷酸化降解。此外，Wnt刺激也會(huì)導(dǎo)致GSK-3的活性受到抑制，但其具體機(jī)制仍存在爭議［14］。Axin、GSK-3和CK1的膜轉(zhuǎn)移導(dǎo)致APC從降解復(fù)合體中分離，并使降解復(fù)合體解聚，因此 β-catenin 的降解被抑制［11，17］。穩(wěn)定的β-catenin在細(xì)胞質(zhì)中積累并在Twa1的作用下轉(zhuǎn)移至細(xì)胞核，取代Groucho并與BCL9、Pygopus、CREB結(jié)合蛋白等轉(zhuǎn)錄共激活因子形成復(fù)合物，同時(shí)與TCF/LEF轉(zhuǎn)錄因子結(jié)合，使TCF/LEF從抑制狀態(tài)轉(zhuǎn)變?yōu)榧せ顮顟B(tài)，以細(xì)胞特異性方式啟動(dòng)下游靶基因如cyclinD1、c-myc和metalloproteinase的轉(zhuǎn)錄，進(jìn)而誘導(dǎo)后續(xù)細(xì)胞反應(yīng)的發(fā)生［18-21］。

雖然以上經(jīng)典模型已被普遍接受，但對(duì)于降解復(fù)合體是如何被Wnt信號(hào)調(diào)節(jié)的仍存在很大爭議。Lybrand等［22］認(rèn)為Wnt刺激改變了降解復(fù)合體的構(gòu)象而導(dǎo)致其失活。也有報(bào)道稱β-catenin泛素化失敗是Wnt信號(hào)通路激活的主要事件。Wnt與其受體的互作并不改變降解復(fù)合體的組成，且不影響其激酶活性，甚至β-catenin仍然與降解復(fù)合體結(jié)合，而唯一的變化是β-TrCP從降解復(fù)合體中解離。因此，β-catenin不再被泛素化和降解，從而使Axin達(dá)到飽和［23］。此外，TCF/LEF由抑制狀態(tài)轉(zhuǎn)變?yōu)榧せ顮顟B(tài)也有多種模型［8］。有研究表明，β-catenin也可以不依賴TCF/LEF轉(zhuǎn)錄因子，而是由Oct-4等作為下游轉(zhuǎn)錄因子來調(diào)節(jié)靶基因的轉(zhuǎn)錄［24-25］。針對(duì)不同應(yīng)答，Wnt信號(hào)通路可能有不同的調(diào)節(jié)方式。以上都體現(xiàn)了經(jīng)典Wnt信號(hào)通路的復(fù)雜性。

1.2 經(jīng)典Wnt信號(hào)通路主要成員

1.2.1 Wnt Wnt是一類疏水性分泌型糖蛋白，由果蠅中的 Wingless（Wg）基因和小鼠中同源基因Int共同命名［26］。自1982年Nusse首次從小鼠乳腺癌中克隆出Wnt基因以來，目前已從不同物種中分離出許多Wnt基因，由這些基因組成Wnt家族［27］。哺乳動(dòng)物基因組中存在19個(gè)Wnt基因，分為12個(gè)亞家族。節(jié)肢動(dòng)物中，果蠅的Wnt基因研究最為全面，它有7個(gè)Wnt基因，而凡納濱對(duì)蝦（Litopenaeus vannamei）則有12個(gè)Wnt基因亞家族。有趣的是，Wnt3在哺乳動(dòng)物中不存在，而WntA在節(jié)肢動(dòng)物中不存在［28］。

Wnt蛋白含有350-400個(gè)氨基酸，其中包括22或24個(gè)保守的半胱氨酸殘基，這些殘基通過11或12個(gè)分子內(nèi)二硫鍵的形成對(duì)蛋白質(zhì)進(jìn)行適當(dāng)折疊，這對(duì)Wnt蛋白的內(nèi)源性疏水很重要［28-29］。新合成的Wnt在內(nèi)質(zhì)網(wǎng)中被Porcupine（PORCN）棕櫚酰化，之后被轉(zhuǎn)運(yùn)蛋白Wntless釋放到胞外。Wnt蛋白在Wnt信號(hào)通路中起配體的作用，其通過分泌作用與細(xì)胞膜上受體結(jié)合來激活Wnt信號(hào)通路。在個(gè)體不同生長、發(fā)育階段和免疫應(yīng)答中Wnt基因有不同的表達(dá)模式，并且不同的Wnt蛋白可以與相同的受體發(fā)生不同的相互作用［18］，這也為Wnt信號(hào)通路的多樣化提供了條件。許多Wnt信號(hào)通路的抑制分子可通過拮抗Wnt來抑制Wnt信號(hào)通路，包括Dkk1、sFRP1-5、Wif1、Cerberus、Wise/SOST 和 Dickkopf家族蛋白［30-31］。

1.2.2 β-catenin Armdillo蛋白家族成員β-catenin是Wnt經(jīng)典信號(hào)通路最為關(guān)鍵的信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)因子，起樞紐作用。β-catenin最先在1990年作為哺乳動(dòng)物細(xì)胞黏附復(fù)合體被發(fā)現(xiàn)，它可與鈣黏蛋白（cadherin）相互作用，參與細(xì)胞黏附和構(gòu)成細(xì)胞骨架組織，即它還具有結(jié)構(gòu)功能［32-33］。在大多數(shù)動(dòng)物物種中，結(jié)構(gòu)功能和信號(hào)傳導(dǎo)功能由一種β-catenin行使。然而在秀麗隱桿線蟲（Caenorhabditis elegans）中，由不同種類的β-catenin分別行使這兩種功能［34］。有研究發(fā)現(xiàn)，β-catenin參與黏附或Wnt信號(hào)通路是由其分子形式所決定的，而不是簡單的TCF/LEF和cadherin對(duì)一種分子形式β-catenin的競爭［35］。

果蠅中β-catenin的同源物叫Armadillo，人類中叫CTNNB1。β-catenin的特征結(jié)構(gòu)域有：N末端、中 間 12個(gè) 連 續(xù) 的 Armadillo/β-catenin-like（ARM）重復(fù)域、C末端［34］。其中，N末端富含Ser/Thr殘基，含有保守的GSK-3及CK1磷酸化位點(diǎn)，控制著β-catenin的穩(wěn)定性。ARM重復(fù)域被證明可以與多種蛋白質(zhì)結(jié)合，如TCF/LEF、ICAT、Axin、APC、E-cadherin等，是β-catenin的核心區(qū)域。ARM重復(fù)域的晶體結(jié)構(gòu)表明，每個(gè)ARM重復(fù)由3個(gè)螺旋組成，分別為H1、H2、H3［36］。C末端為轉(zhuǎn)錄激活區(qū)域，可與IRF3等轉(zhuǎn)錄因子結(jié)合促進(jìn)轉(zhuǎn)錄的起始和延伸［37-38］。β-catenin的這些保守結(jié)構(gòu)域與它在經(jīng)典Wnt信號(hào)通路中的核心作用是密不可分的。經(jīng)典Wnt信號(hào)通路激活時(shí)，β-catenin在細(xì)胞質(zhì)內(nèi)積累并入核，細(xì)胞核內(nèi)的β-catenin與TCF/LEF結(jié)合調(diào)節(jié)下游靶基因的轉(zhuǎn)錄。而當(dāng)信號(hào)通路閉合時(shí)，β-catenin在細(xì)胞質(zhì)內(nèi)被大量降解而失活。

1.2.3 降解復(fù)合體 降解復(fù)合體由Axin、APC、GSK-3、CK1等蛋白組成。降解復(fù)合體在Wnt信號(hào)通路中通過調(diào)節(jié)關(guān)鍵分子β-catenin的磷酸化水平來調(diào)控信號(hào)傳導(dǎo)。在Wnt信號(hào)通路閉合時(shí)，細(xì)胞質(zhì)中的降解復(fù)合體將β-catenin磷酸化來促進(jìn)β-catenin的降解。而當(dāng)Wnt信號(hào)通路激活時(shí)，降解復(fù)合體失活，β-catenin不能被磷酸化而在胞質(zhì)中大量積累。因此，降解復(fù)合體是Wnt信號(hào)通路的關(guān)鍵負(fù)調(diào)控因子。

1.2.3.1 Axin Axin參與代謝、神經(jīng)系統(tǒng)發(fā)育、腫瘤發(fā)生發(fā)展等多種過程［39］。Axin蛋白的N端和C端分別包含一個(gè)RGS結(jié)構(gòu)域和一個(gè)DIX結(jié)構(gòu)域。RGS結(jié)構(gòu)域與APC結(jié)合，DIX結(jié)構(gòu)域與Dvl結(jié)合。Axin中心區(qū)域包含了β-catenin、GSK-3、CK1等許多蛋白相互作用的位點(diǎn)。

Axin通過介導(dǎo)多種信號(hào)復(fù)合物的形成，在多種信號(hào)通路中發(fā)揮重要作用，如Wnt/β-catenin、TGF-akt、JNK和p53，尤其在Wnt/β-catenin信號(hào)通路中的作用最為突出［40］。在經(jīng)典Wnt信號(hào)通路中，Axin可與復(fù)合體中的其他成員（APC，CK1和GSK-3）以及β-catenin直接結(jié)合，因此是降解復(fù)合體的中心支架，同時(shí)也是降解復(fù)合體的限速因子［23］。Axin的磷酸化會(huì)改變其構(gòu)象，從而增強(qiáng)與降解復(fù)合物中其他組分的結(jié)合，并且可通過去磷酸化來逆轉(zhuǎn)。Wnt信號(hào)通路關(guān)閉時(shí)，Axin被磷酸化，這些磷酸激酶包括 GSK-3、CK 1、Cyclin A/CDK2和 CDK5。Wnt刺激后，Axin去磷酸化，磷酸酶包括PP2A、PP2C和PP1［40-41］。在正常細(xì)胞中，Axin在細(xì)胞質(zhì)和細(xì)胞核之間不斷穿梭，這有助于β-catenin的細(xì)胞質(zhì)定位［42］。

1.2.3.2 APC APC是一種腫瘤抑制因子，Wnt信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)異常激活導(dǎo)致的結(jié)直腸癌大部分是由APC的失活引起的。在Wnt信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)的經(jīng)典模型中，APC主要是在降解復(fù)合體中起作用，靶向轉(zhuǎn)錄共激活因子β-catenin 磷酸化并使其降解［41］。

和Axin一樣，APC在細(xì)胞質(zhì)和細(xì)胞核間穿梭。APC的N端和中心區(qū)域包含功能性核輸出信號(hào)和核定位信號(hào)。APC的中心區(qū)域由3個(gè)含15個(gè)氨基酸和7個(gè)含20個(gè)氨基酸的重復(fù)序列組成，其中含15個(gè)氨基酸的序列與β-catenin結(jié)合，而含20個(gè)氨基酸的序列則介導(dǎo)β-catenin下調(diào)［43］。當(dāng)Wnt信號(hào)通路關(guān)閉時(shí)，APC被GSK-3和CK1磷酸化，磷酸化的APC對(duì)β-catenin的親和力增強(qiáng)，促進(jìn)β-catenin募集到降解復(fù)合體上。APC與β-catenin的結(jié)合促進(jìn)了 GSK-3對(duì) β-catenin的磷酸化［44］。APC 不僅在降解復(fù)合物中是必須的，而且在Wnt刺激后促進(jìn)Axin構(gòu)象的快速轉(zhuǎn)變以及隨后Axin與LRP5/6/Arrow的互作［41］。

1.2.3.3 CK1 CK1是所有真核細(xì)胞共有的絲氨酸/蘇氨酸特異性蛋白激酶家族［45］。到目前為止，至少有7種哺乳動(dòng)物CK1亞型（α、β、γ1、γ2、γ3、δ和ε）及其各種剪接體，它們參與細(xì)胞膜運(yùn)輸、晝夜節(jié)律、細(xì)胞周期進(jìn)程、染色體分離、細(xì)胞分化和凋亡等多種細(xì)胞過程［46］。所有CK1家族成員具有高度保守的激酶結(jié)構(gòu)域，但在其N末端和C末端非催化結(jié)構(gòu)域存在顯著差異。CK1只使用ATP作為磷酸供體，通常不依賴于輔因子［47］。

在Wnt信號(hào)通路中，CK1既是負(fù)調(diào)節(jié)因子也是正調(diào)節(jié)因子。作為負(fù)調(diào)節(jié)因子，CK1在S45位點(diǎn)磷酸化β-catenin，從而啟動(dòng)GSK-3介導(dǎo)的β-catenin磷酸化，CK1也通過磷酸化修飾Axin和APC促進(jìn)β-catenin的磷酸化降解。CK1通過磷酸化修飾Dvl和TCF3充當(dāng)Wnt信號(hào)通路的正調(diào)節(jié)劑［46］。除了Wnt信號(hào)通路外，CK1還被認(rèn)為在JNK和刺猬（Hh）信號(hào)通路中起到重要作用［47］。對(duì)于底物的調(diào)節(jié)，CK1更傾向于預(yù)先對(duì)其磷酸化促進(jìn)其活化。此外，CK1還可通過自磷酸化修飾來調(diào)節(jié)自身活性［48］。

1.2.3.4 GSK-3 GSK-3是一種多功能的絲氨酸/蘇氨酸激酶，最初被發(fā)現(xiàn)可將糖原合成酶磷酸化而被鑒定為參與糖原代謝的激酶［49］。近年來，GSK-3被發(fā)現(xiàn)參與調(diào)節(jié)多種信號(hào)通路，包括磷脂酰肌醇3-激酶（PI3K）信號(hào)通路、Wnt信號(hào)通路、Hh信號(hào)通路和Notch信號(hào)通路，并參與從糖原代謝到細(xì)胞周期調(diào)節(jié)以及細(xì)胞增殖等一系列細(xì)胞過程［50-51］。

GSK-3由兩個(gè)基因編碼兩種不同的亞型：GSK-3α和GSK-3β。它們的催化結(jié)構(gòu)域幾乎相同，但它們的C端序列不同，并且GSK-3α包含一個(gè)富含甘氨酸的N端區(qū)域，而在GSK-3β中卻不存在。與其他蛋白激酶相比，GSK-3的一個(gè)特點(diǎn)是其底物通常需要被另一個(gè)激酶預(yù)磷酸化活化［52］。在細(xì)胞中，一小部分（＜5%-10%）的GSK-3參與組成降解復(fù)合物［50］。當(dāng)Wnt信號(hào)通路處于非激活狀態(tài)時(shí)，CK1先將β-catenin的Ser45位點(diǎn)磷酸化，隨后GSK-3依次磷酸化β-catenin的Thr 41、Ser37和Ser 33位點(diǎn)，之后通過蛋白酶體介導(dǎo)的降解使β-catenin在細(xì)胞質(zhì)中維持較低水平［53］。Wnt信號(hào)通路激活時(shí)，復(fù)合體中的GSK-3和CK1將LRP5/6磷酸化，隨后Axin被募集到磷酸化的LRP5/6上［54-55］。

2 非經(jīng)典Wnt信號(hào)通路

不同于經(jīng)典Wnt信號(hào)通路，非經(jīng)典Wnt信號(hào)通路并不依賴β-catenin激活下游分子，而通過Dvl將信號(hào)傳遞給其他分子。它在調(diào)節(jié)細(xì)胞極性和遷移方面具有顯著的作用。并且一般認(rèn)為，與經(jīng)典Wnt信號(hào)通路通過Wnt1類型（Wnt1、Wnt2、Wnt2b、Wnt3、Wnt3a、Wnt7a、Wnt8a和 Wnt8b）起 始 信號(hào)不同，非經(jīng)典Wnt信號(hào)通路的配體為Wnt5a類型（Wnt4、Wnt5a、Wnt5b、Wnt6、Wnt7a、Wnt9b、Wnt11 和 Wnt16）［30，56-58］。 其 中 一 些 Wnt分子 會(huì)參與兩種Wnt信號(hào)通路，誘導(dǎo)不同的細(xì)胞反應(yīng)，如Wnt5a［59］。非經(jīng)典Wnt信號(hào)通路一般包括Wnt/PCP信號(hào)通路和Wnt/Ca2+信號(hào)通路。

Wnt/PCP信號(hào)通路首先在黑腹果蠅中被發(fā)現(xiàn)，控制著翅膀上毛發(fā)和眼睛內(nèi)小平面的方向［60］。在脊椎動(dòng)物中Wnt/PCP又稱Wnt/Jun信號(hào)通路，控制組織極性與細(xì)胞運(yùn)動(dòng)，并與胚胎發(fā)生和癌變有關(guān)。Wnt/PCP信號(hào)通路通過激活RhoA、c-Jun N末端激酶（c-Jun N-terminal kinase，JNK）和Nemo樣激酶（Nemo-like kinase，NLK）信號(hào)通路將信號(hào)傳導(dǎo)至下游。與脊椎動(dòng)物中激活Wnt/PCP信號(hào)通路需要Wnt不同的是，果蠅Wnt/PCP信號(hào)通路的激活并不需要Wnt的同源基因wg［61］。激活的Frizzled家族受體和輔受體ROR2、RYK將信號(hào)傳遞至胞內(nèi)，隨后激活Dvl。Dvl可以通過兩種小GTP酶RhoA和Rac傳遞信號(hào)，其中RhoA是細(xì)胞骨架結(jié)構(gòu)的關(guān)鍵調(diào)控因子。從Dvl到RhoA的信號(hào)傳導(dǎo)需要Formin同源蛋白Daam，Daam結(jié)合Dvl和RhoA，介導(dǎo)Dvl-RhoA復(fù)合物的形成。RhoA繼而激活Rho相關(guān)蛋白激酶，影響細(xì)胞骨架的形成和細(xì)胞運(yùn)動(dòng)。另外，Dvl還可激活另一種小GTP酶Rac，隨后通過Rac -PAK-MAP3KMAPKK4/7信號(hào)級(jí)聯(lián)磷酸化激活JNK信號(hào)通路，最終影響靶基因轉(zhuǎn)錄［56，62-63］。除了依賴Dvl的RhoA和JNK信號(hào)通路外，NLK信號(hào)級(jí)聯(lián)可通過不依賴Dvl的方式被Wnt/PCP信號(hào)通路激活。與Frizzled偶聯(lián)的G蛋白介導(dǎo)Ca2+釋放，之后激活TAK1，繼而激活NLK信號(hào)級(jí)聯(lián)。由于激活的NLK負(fù)調(diào)節(jié)經(jīng)典Wnt信號(hào)通路，因此Wnt/PCP信號(hào)通路的激活導(dǎo)致經(jīng)典Wnt信號(hào)通路被部分抑制。此外，PCP信號(hào)通路還包括許多其他成分，如Vangl、Celsr、PTK7等，這些分子在脊椎動(dòng)物中的具體作用尚未確定。在 果 蠅 中，F(xiàn)rizzled、Vang、Stan、Dvl、Prickle和Diego是Wnt/PCP的核心分子，它們組成了Frizzled-Dvl-Diego-Stan和Vang-Prickle兩種復(fù)合體。這兩種復(fù)合體在翅膀或眼睛中的不對(duì)稱分布導(dǎo)致了組織極性的建立。另外，Diego和Prickle競爭性結(jié)合Dvl，Diego通過與Dvl結(jié)合正向調(diào)節(jié)Wnt/PCP信號(hào)通路，而Prickle通過阻止Diego與Dvl的結(jié)合負(fù)向調(diào)節(jié)Wnt/PCP 信號(hào)通路［64］。

Ca2+作為一種普遍存在的第二信使，調(diào)控著廣泛的細(xì)胞生物學(xué)過程，包括肌肉收縮、神經(jīng)傳導(dǎo)、細(xì)胞生長或增殖和酶活性調(diào)節(jié)等［65］。Wnt/Ca2+信號(hào)通路以G蛋白依賴的方式刺激細(xì)胞內(nèi)Ca2+的釋放并激活一些激酶，以調(diào)節(jié)細(xì)胞運(yùn)動(dòng)和細(xì)胞黏著性，但G蛋白在信號(hào)通路中的作用尚不清楚［66］。Wnt/Ca2+信號(hào)通路主要由Wnt5a和Wnt11激活，并且Frizzled-2比Frizzled-1更能誘導(dǎo)Ca2+的釋放。首先，Wnt5a/Wnt11與細(xì)胞膜上的Frizzled結(jié)合后導(dǎo)致Dvl活化，之后激活磷脂酶C（phospholipase，PLC），PLC水解質(zhì)膜上的磷脂酰肌醇4，5-二磷酸導(dǎo)致三磷酸肌醇（inositol triphosphate，IP3）和二酰甘油（Diacylglycerol，DAG）的濃度增加。IP3通過胞質(zhì)溶膠擴(kuò)散，與內(nèi)質(zhì)網(wǎng)上的鈣通道互作，促進(jìn)Ca2+的釋放。此外，5HTIC也以G蛋白依賴的方式刺激細(xì)胞內(nèi)Ca2+的釋放［67］。Ca2+和鈣調(diào)蛋白一起激活兩種鈣敏感激酶——鈣調(diào)蛋白激酶II（Ca2+-calmodulindependent protein kinase II，CaMKII）和蛋白磷酸酶calcinurin（Cn）。其中，CaMKII已被認(rèn)為在許多生物過程中發(fā)揮作用，如哺乳動(dòng)物卵母細(xì)胞成熟，神經(jīng)遞質(zhì)合成和釋放。CaMKII被激活后自磷酸化，之后顯示出Ca2+獨(dú)立的自主活性［59］。激活的CaMKII和Cn之后又激活核轉(zhuǎn)錄因子NF-κB和NFAT。另外，當(dāng)質(zhì)膜上DAG濃度升高，細(xì)胞質(zhì)中的蛋白激酶C（protein kinase C，PKC）被結(jié)合到質(zhì)膜上，然后在Ca2+的作用下被激活，激活的PKC繼而激活NF-κB和CREB。Ca2+內(nèi)流和PKC激活又進(jìn)一步反饋調(diào)節(jié)Dvl的磷酸化，使Wnt/Ca2+信號(hào)通路被持續(xù)激活［68］。之后，NFAT、NF-κB和CREB轉(zhuǎn)移到細(xì)胞核并調(diào)控下游基因的轉(zhuǎn)錄。值得注意的是，NFAT、NF-κB和CREB均被發(fā)現(xiàn)在免疫調(diào)節(jié)中起關(guān)鍵作用［69-71］。此外，Wnt/Ca2+信號(hào)通路可能還以鈣依賴的方式激活磷酸二酯酶6，導(dǎo)致環(huán)鳥苷單磷酸的降低［72］。

也有研究發(fā)現(xiàn)，Wnt9b可與受體PKD1/TRPP2復(fù)合體的胞外域結(jié)合激活Wnt/Ca2+信號(hào)通路，之后PKD1與Dvl相互作用將信號(hào)傳遞至下游，而TRPP2可介導(dǎo)Ca2+內(nèi)流而不依賴于Frizzled和LRP5/6［58］。這種差異可能是由Wnt分子不同而造成的。雖然一般認(rèn)為LRP5/6不參與非經(jīng)典信號(hào)通路，但也有報(bào)道LRP5/6可能參與非經(jīng)典Wnt信號(hào)通路，并可能以復(fù)雜的方式抑制或協(xié)同作用［73-74］。

除了上述兩種非經(jīng)典Wnt信號(hào)通路外，還有Wnt-RAP1、Wnt-ROR2、Wnt-PKA、Wnt-GSK3MT、Wnt-aPKC、Wnt-RYK和Wnt-mTOR 等非經(jīng)典Wnt信號(hào)通路類型。不同Wnt信號(hào)通路之間由于共用一些受體和胞內(nèi)信號(hào)傳導(dǎo)蛋白而可能互相交叉或重疊，且能通過對(duì)Dvl的競爭而互相拮抗［75］。

3 Wnt信號(hào)通路在無脊椎動(dòng)物天然免疫中的功能

近年來，病原與宿主的相互作用，特別是宿主對(duì)外來入侵物的免疫應(yīng)答受到了越來越多的關(guān)注［76］。不同于脊椎動(dòng)物，無脊椎動(dòng)物缺乏適應(yīng)性免疫系統(tǒng)，僅依靠天然免疫系統(tǒng)抵御病原體的侵染。因此，天然免疫也成為了脊椎動(dòng)物和無脊椎動(dòng)物所共有的第一道防線，有時(shí)也是最重要的一道屏障，它包含復(fù)雜的信號(hào)通路網(wǎng)絡(luò)來調(diào)控免疫應(yīng)答。

對(duì)于無脊椎動(dòng)物參與天然免疫的信號(hào)通路，以Toll樣受體（Toll-like receptor，TLR）信號(hào)通路、免疫缺陷（immune deficiency，IMD）信號(hào)通路和Janus激酶/信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)與轉(zhuǎn)錄激活子（Janus kinase/signal transducers and activators of transcription，JAK/STAT）信號(hào)通路研究較多，而Wnt信號(hào)通路鮮有報(bào)道。然而，在脊椎動(dòng)物中已有大量研究表明Wnt信號(hào)通路在宿主和病原體的博弈中發(fā)揮了關(guān)鍵作用。其中，Wnt信號(hào)通路不僅有助于增強(qiáng)宿主對(duì)病原體侵染的抵抗力，并且由于病原體與宿主的協(xié)同進(jìn)化，病原體也已經(jīng)進(jìn)化出了脅迫Wnt信號(hào)通路的相關(guān)策略，以促進(jìn)感染和提高在宿主中的生存能力［77-78］。

3.1 病毒免疫

目前，Wnt信號(hào)通路在脊椎動(dòng)物病毒免疫中的研究已經(jīng)較為深入。現(xiàn)有研究表明，在人類免疫缺陷病毒（human immunodeficiency virus，HIV）、牛副流感病毒3型（bovine parainfluenza virus type3，BPI-V3）、人巨細(xì)胞病毒（human cytomegalovirus，HCMV）等多種病毒感染中，Wnt信號(hào)通路都扮演了重要角色。而在無脊椎動(dòng)物中，Wnt信號(hào)通路參與的抗病毒天然免疫研究主要集中在對(duì)抗白斑綜合癥病毒（white spot syndrome virus，WSSV）中［4，79-80］。

WSSV是一種主要的蝦類病原體，在世界范圍內(nèi)造成巨大的經(jīng)濟(jì)損失［81］。目前，Wnt信號(hào)通路參與WSSV天然免疫的研究主要集中在凡納濱對(duì)蝦中。Zhang等［3］發(fā)現(xiàn)WSSV侵染凡納濱對(duì)蝦后，參與免疫防御的對(duì)蝦組織（血細(xì)胞、肝胰腺、鰓）中的LvWnt表達(dá)均受到不同水平調(diào)控，說明Wnt基因在凡納濱對(duì)蝦的天然免疫中發(fā)揮了重要的調(diào)控作用。最近有學(xué)者發(fā)現(xiàn)日本沼蝦（Macrobrachium nipponense）受到WSSV侵染，Wnt基因表達(dá)譜也發(fā)生了顯著變化，這可能涉及到它的免疫防御［78］。除了Wnt之外，β-catenin也被證實(shí)參與凡納濱對(duì)蝦WSSV的免疫。有研究發(fā)現(xiàn)WSSV刺激凡納濱對(duì)蝦導(dǎo)致其體內(nèi)Lv-β-catenin的表達(dá)先上調(diào)后略下調(diào)，敲除Lv-β-catenin增強(qiáng)了其對(duì)WSSV侵染的敏感性，表明β-catenin作為Wnt信號(hào)通路的關(guān)鍵調(diào)節(jié)因子在凡納濱對(duì)蝦抗病毒免疫中起到了積極作用［82］。隨后的研究又發(fā)現(xiàn)，宿主本身可通過調(diào)控促進(jìn)Lv-βcatenin進(jìn)入細(xì)胞核發(fā)揮抗病毒免疫功能。一旦利用GSK-3抑制劑IX激活Lv-β-catenin，則可顯著抑制病毒極早期基因WSSV069的轉(zhuǎn)錄。此外，研究還發(fā)現(xiàn)WSSV可以通過增加Lv-β-catenin的泛素化來影響Lv-β-catenin的表達(dá)水平，并通過其所編碼的極早期蛋白IE1與Lv-β-catenin相互作用，抑制其進(jìn)入細(xì)胞核，從而限制其抗病毒免疫調(diào)控功能［83］。Chibby是Wnt/β-catenin信號(hào)通路的重要抑制劑分子，它能與TCF/LEF競爭結(jié)合β-catenin并抑制β-catenin的活性。Ruan等［84］采用實(shí)時(shí)熒光定量PCR檢測(cè)發(fā)現(xiàn)，WSSV可下調(diào)凡納濱對(duì)蝦體內(nèi)Lv-Chibby基因的轉(zhuǎn)錄水平。進(jìn)一步的研究證實(shí)Lv-Chibby能夠與Lv-β-catenin相互作用，并且Lv-Chibby增強(qiáng)了Lv-βcatenin與WSSV069之間的相互作用。此外，Ruan等［85］也發(fā)現(xiàn)在WSSV侵染后，調(diào)控Lv-β-catenin降解的上游分子Lv-GSK3β的轉(zhuǎn)錄和表達(dá)水平受到抑制，并且磷酸化水平下調(diào)。當(dāng)Lv-GSK3β沉默時(shí)，WSSV基因ie1的轉(zhuǎn)錄受到抑制，WSSV誘導(dǎo)的血細(xì)胞凋亡也顯著上調(diào)，說明凡納濱對(duì)蝦通過抑制Lv-GSK3β的表達(dá)，促進(jìn)細(xì)胞凋亡，進(jìn)而抑制WSSV感染。綜合以上研究表明，Lv-β-catenin是凡納濱對(duì)蝦抗病毒免疫的重要調(diào)控分子。此外，有報(bào)道稱β-catenin也參與日本囊對(duì)蝦（Marsupenaeus japonicus）對(duì)WSSV 的免疫應(yīng)答［86］。

近年來，克氏原螯蝦（Procambarus clarkii）作為一種無脊椎動(dòng)物的模式生物，其天然抗病毒免疫涉及Wnt信號(hào)通路已被證實(shí)。Du等［87-88］根據(jù)克氏原螯蝦轉(zhuǎn)錄組測(cè)序結(jié)果，通過對(duì)實(shí)驗(yàn)組（WSSV侵染）與對(duì)照組的差異表達(dá)基因進(jìn)行KEGG通路分析，篩選出一些與天然免疫相關(guān)的經(jīng)典信號(hào)通路，如Wnt信號(hào)通路、JAK-STAT信號(hào)通路、胰島素信號(hào)通路等。之后，Yi等［89］使用RNA-seq對(duì)克氏原螯蝦WSSV感染的易感個(gè)體、病毒抗性個(gè)體進(jìn)行比較轉(zhuǎn)錄組分析，發(fā)現(xiàn)易感個(gè)體中下調(diào)、抗性個(gè)體中上調(diào)的基因在Wnt信號(hào)通路中明顯富集，即克氏原螯蝦Wnt信號(hào)通路參與WSSV侵染后的免疫應(yīng)答。

除甲殼類動(dòng)物外，WSSV也能被果蠅的S2細(xì)胞系識(shí)別并吞噬。研究發(fā)現(xiàn)，活的WSSV能被果蠅S2細(xì)胞吞噬而不能被消化，說明WSSV本身能夠破壞宿主細(xì)胞免疫系統(tǒng)，阻止其吞噬體的成熟。然而肽聚糖和脂多糖可激活S2細(xì)胞表面的受體，促進(jìn)吞噬體成熟，從而使WSSV病毒粒子被完全成熟的吞噬體吸收和消化。dally作為一種細(xì)胞表面蛋白多糖，可調(diào)節(jié)Wnt信號(hào)通路［90］?；虮磉_(dá)譜顯示，dally介導(dǎo)Wnt信號(hào)通路參與了S2的吞噬作用。dally的沉默顯著抑制了果蠅S2細(xì)胞系中吞噬體的成熟，表明dally介導(dǎo)的Wnt信號(hào)通路可能是吞噬作用的關(guān)鍵［91］。

值得一提的是，在對(duì)家蠶（Bombyx mori）核型多角體病毒（Bombyx mori nucleopolyhedro virus，BmNPV）的研究中也發(fā)現(xiàn)Wnt信號(hào)通路參與了抗病毒免疫過程。Zhang等［92］使用全基因組和轉(zhuǎn)錄組分析，檢測(cè)在有或沒有BmNPV感染的家蠶細(xì)胞中長鏈非編碼RNA（IncRNA），microRNA（miRNA）和mRNA的表達(dá)情況，在差異表達(dá)的RNA之間構(gòu)建了IncRNA-miRNA-mRNA的調(diào)控網(wǎng)絡(luò)，并采用KEGG分析來預(yù)測(cè)差異表達(dá)miRNA的靶基因，結(jié)果顯示差異表達(dá)的IncRNA參與調(diào)節(jié)49條信號(hào)通路，其中前20位信號(hào)通路中包括Wnt信號(hào)通路。

另外，非經(jīng)典Wnt信號(hào)通路也被證實(shí)參與無脊椎動(dòng)物的先天免疫調(diào)節(jié)。Wnt5b作為非經(jīng)典Wnt信號(hào)通路的配體，啟動(dòng)非經(jīng)典Wnt信號(hào)通路。Wang等［93］發(fā)現(xiàn)凡納濱對(duì)蝦感染W(wǎng)SSV后，LvWnt5b轉(zhuǎn)錄水平下調(diào)，敲低LvWnt5b可抑制WSSV基因ie1的轉(zhuǎn)錄水平，提示LvWnt5b介導(dǎo)的Wnt信號(hào)通路可能在WSSV感染的防御中發(fā)揮作用。在HEK293T細(xì)胞中過表達(dá)LvWnt5b可抑制caspase3/7的活性，進(jìn)一步證明了LvWnt5b在抑制細(xì)胞凋亡中的作用。該研究表明，凡納濱對(duì)蝦可能通過下調(diào)LvWnt5b的表達(dá)，促進(jìn)細(xì)胞凋亡來抵御WSSV的侵染。Cdc42作為Rho GTP酶的一個(gè)重要成員，參與Wnt非經(jīng)典信號(hào)通路的調(diào)控［94］。在日本囊對(duì)蝦受到WSSV侵染時(shí)，MjCdc42的表達(dá)顯著上調(diào)。通過RNA干擾和注射Cdc42抑制劑抑制MjCdc42的表達(dá)可使WSSV的復(fù)制增加。由此證明MjCdc42具有抑制WSSV增殖的功能。進(jìn)一步實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)MjCdc42通過抑制精氨酸激酶（MjAK）來抑制宿主體內(nèi)病毒的復(fù)制和擴(kuò)增［95］。

3.2 細(xì)菌免疫

Wnt信號(hào)通路最近已被證明可以控制與人類細(xì)菌感染相關(guān)的過程，并發(fā)現(xiàn)了一些激活或抑制Wnt信號(hào)通路的藥物來調(diào)節(jié)Wnt信號(hào)通路，以此增強(qiáng)宿主免疫［96］。在無脊椎動(dòng)物中，無論在抗革蘭氏陽性菌或革蘭氏陰性菌中，Wnt信號(hào)通路都在其中起到關(guān)鍵作用。

3.2.1 革蘭氏陰性菌免疫 副溶血弧菌（Vibrio parahemolyticus）是一種常見的革蘭氏陰性菌，是多種水生生物的主要病原菌。Wnt受體Frizzled、Wnt轉(zhuǎn)運(yùn)蛋白Wntless均被報(bào)道在副溶血弧菌侵染羅氏沼蝦（Macrobrachium rosenbergii）中參與天然免疫應(yīng)答［97-98］。另外，Zhang等［82］通過副溶血弧菌侵染凡納濱對(duì)蝦發(fā)現(xiàn)，Lv-β-catenin在抗副溶血弧菌侵染中起積極作用，并且首次證實(shí)了對(duì)蝦中β-catenin可調(diào)節(jié)抗菌肽（AMP）的轉(zhuǎn)錄。此外，2020年，Jin等［99］用副溶血弧菌感染擬穴青蟹（Scylla paramamosain），在感染后進(jìn)行了小RNA測(cè)序，并比較了無弧菌和受弧菌感染的青蟹中miRNA的表達(dá)譜，以表征差異表達(dá)的miRNA。結(jié)果顯示差異表達(dá)的46個(gè)miRNA中，其中5個(gè)miRNA靶向Wnt信號(hào)通路。

嗜水氣單孢菌（Aeromonas hydrophila）為典型的人、獸、魚共患病原菌。受嗜水氣單孢菌感染的羅氏沼蝦，體內(nèi)Wntless升高，敲低Wntless導(dǎo)致蝦累積死亡率顯著升高。以上結(jié)果說明Wntless參與蝦抗嗜水氣單孢菌的免疫調(diào)控［98］。Xie等［86］發(fā)現(xiàn)，感染鰻弧菌（Vibrio anguillarum）的日本囊對(duì)蝦組織中β-catenin的轉(zhuǎn)錄水平上升，這是首次發(fā)現(xiàn)蝦體內(nèi)的β-catenin參與了鰻弧菌的免疫應(yīng)答。王菲等［100］對(duì)家蠶免疫穩(wěn)態(tài)調(diào)控分子進(jìn)行了首次報(bào)道，家蠶被大腸桿菌（Escherichia coli）感染后，免疫組織如脂肪體、體壁和中腸中BmWnt1基因的轉(zhuǎn)錄水平與未感染的家蠶相比均顯著下調(diào)，提示家蠶中的Wnt1基因可能與其天然免疫調(diào)控密切相關(guān)。

除了上述經(jīng)典Wnt信號(hào)通路外，非經(jīng)典Wnt信號(hào)通路也被證實(shí)參與無脊椎動(dòng)物抗菌天然免疫。Wnt4和Wnt16都屬于非經(jīng)典Wnt信號(hào)通路的配體。最近一項(xiàng)研究發(fā)現(xiàn)，日本沼蝦受副溶血弧菌侵染后，胃中Wnt的轉(zhuǎn)錄水平升高，并且減少Wnt4和Wnt16的表達(dá)可顯著抑制副溶血弧菌侵染后蝦胃中抗菌肽的表達(dá)。這表明Wnt基因家族可能通過調(diào)節(jié)抗菌肽的合成，參與機(jī)體對(duì)弧菌感染的天然免疫應(yīng)答［78］。RhoA作為非經(jīng)典Wnt/PCP信號(hào)通路的重要成員，也被證實(shí)參與天然免疫。研究顯示，當(dāng)日本囊對(duì)蝦感染鰻弧菌時(shí)，MjRhoA在血細(xì)胞與心臟中的表達(dá)水平顯著上調(diào)。利用RNA干擾抑制MjRhoA的表達(dá)水平后，對(duì)蝦清除細(xì)菌的能力與對(duì)蝦的存活率均明顯降低。這些結(jié)果證實(shí)MjRhoA在體內(nèi)具有調(diào)控抵抗細(xì)菌感染的能力［95］。

3.2.2 革蘭氏陽性菌免疫 金黃色葡萄球菌（Staphylococcus aureus）是革蘭氏陽性菌的代表，廣泛分布于自然界。有研究稱，感染金黃色葡萄球菌的日本囊對(duì)蝦體內(nèi)β-catenin異常上調(diào)，之后通過RNA沉默實(shí)驗(yàn)證實(shí)β-catenin是蝦抗菌免疫所必須的［50］。Kim等［101］研究發(fā)現(xiàn)，在秀麗隱桿線蟲中，β-catenin同源基因BAR-1的缺失導(dǎo)致了不完全的免疫反應(yīng)和對(duì)糞腸球菌（Enterococcus faecalis）、金黃色葡萄球菌的異常易感性。益生菌嗜酸乳酸桿菌（Lactobacillus acidophilus）NCFM菌株可顯著增強(qiáng)秀麗隱桿線蟲對(duì)革蘭氏陽性病原體的宿主防御反應(yīng)，這種調(diào)節(jié)作用通過激活宿主相關(guān)免疫信號(hào)通路實(shí)現(xiàn)，這些信號(hào)通路包括 Wnt、TIR-1、PMK-1［101］。此外，在日本沼蝦中也發(fā)現(xiàn)Wnt基因可能參與抗金黃色葡萄球菌的免疫應(yīng)答［78］。

王菲等［100］在被黑胸?cái)⊙挎邨U菌（Bacillus bombyseptieus）感染后的家蠶幼蟲血細(xì)胞和頭部中檢測(cè)到BmWnt1基因的高水平表達(dá)，但此高水平的表達(dá)量迅速下降，并不能持續(xù)。與此形成對(duì)比的是，在其他免疫組織中所檢測(cè)到的BmWnt1的轉(zhuǎn)錄水平均為非感染時(shí)的50%以下。該研究表明家蠶Wnt家族成員參與了免疫穩(wěn)態(tài)調(diào)控，并且Wnt可能通過調(diào)控抗菌肽等效應(yīng)分子的產(chǎn)生參與免疫應(yīng)答。

3.3 其他病原體免疫

除了病毒和細(xì)菌外，Wnt信號(hào)通路還參與了其他病原體的天然免疫，如真菌、線蟲和螺原體等。

受白僵菌（Beauveria bassiana）感染的家蠶，其脂肪體、體壁和中腸中的BmWnt1轉(zhuǎn)錄水顯著下降，表明Wnt1可能涉及家蠶的天然免疫應(yīng)答［100］。Arefin 等［102］用異小桿線蟲（Heterorhabditis bacteriophora）及其共生菌發(fā)光桿菌（Photorhabdus luminescens）感染果蠅后對(duì)果蠅進(jìn)行全基因組轉(zhuǎn)錄測(cè)序，并將所有差異調(diào)節(jié)的轉(zhuǎn)錄本映射到KEGG數(shù)據(jù)庫，發(fā)現(xiàn)Wnt信號(hào)通路、泛素介導(dǎo)的蛋白水解、卵母細(xì)胞成熟信號(hào)通路的富集最為顯著，其中泛素介導(dǎo)的蛋白水解也與Wnt信號(hào)通路相關(guān)。

中華絨螯蟹螺原體（Spiroplasma eriocheiris）是引起中華絨螯蟹（Eriocheir sinensis）震顫病的一種致死性病原體。Wang等［103］向中華絨螯蟹體內(nèi)注射中華絨螯蟹螺原體，同時(shí)用只注射等量PBS的中華絨螯蟹作為對(duì)照組。獲得cDNA后使用Illumina HiSeq 2500測(cè)序平臺(tái)對(duì)兩組的血細(xì)胞進(jìn)行轉(zhuǎn)錄組分析，并通過KEGG通路分析鑒定了一些經(jīng)典的免疫相關(guān)信號(hào)通路，包括Wnt信號(hào)通路、MAPK信號(hào)通路、VEGF信號(hào)通路等。之后Hou等［65］也證實(shí)Wnt信號(hào)通路參與中華絨螯蟹的螺原體免疫。首先，使用Illumina HiSeq 2500獲得了實(shí)驗(yàn)組和對(duì)照組的胸神經(jīng)節(jié)轉(zhuǎn)錄圖譜，之后通過RPKM分析篩選出差異表達(dá)的基因。與對(duì)照組相比，實(shí)驗(yàn)組Wnt信號(hào)通路、Ca2+調(diào)節(jié)相關(guān)過程等基因的轉(zhuǎn)錄水平發(fā)生了顯著變化。一方面，實(shí)驗(yàn)組3種Frizzled的轉(zhuǎn)錄水平均發(fā)生了顯著下調(diào)，提示中華絨螯蟹螺原體的入侵可能通過抑制Wnt信號(hào)通路，降低宿主免疫應(yīng)答，促進(jìn)自身感染。另一方面，與Ca2+調(diào)節(jié)相關(guān)基因如IP3R、ERp44、Syt均顯著下調(diào)，而Ca2+調(diào)節(jié)與非經(jīng)典Wnt/Ca2+信號(hào)通路密切相關(guān)，提示螺原體通過干擾Ca2+調(diào)節(jié)，抑制Wnt/Ca2+信號(hào)通路，影響神經(jīng)遞質(zhì)的釋放，從而導(dǎo)致神經(jīng)信號(hào)紊亂［65］。因而確定經(jīng)典Wnt信號(hào)通路和非經(jīng)典Wnt/ Ca2+信號(hào)通路為中華絨螯蟹胸神經(jīng)節(jié)應(yīng)答中華絨螯蟹螺原體感染的關(guān)鍵途徑。

4 Wnt信號(hào)通路與其他信號(hào)通路的交聯(lián)及潛在功能

生物體中，各信號(hào)通路之間密切交織。這種由多條信號(hào)通路形成的網(wǎng)絡(luò)有利于不同分子、不同細(xì)胞之間的通訊，從而可以迅速有效地對(duì)外界變化做出快速響應(yīng)。在無脊椎動(dòng)物中，已有相關(guān)研究表明信號(hào)通路之間可通過相互交聯(lián)調(diào)控機(jī)體的免疫功能。在黑腹果蠅（Drosophila melanogaster）中，Toll和IMD信號(hào)通路可協(xié)同誘導(dǎo)AMP的表達(dá)，激活先天免疫應(yīng)答［104］。Toll、IMD和JAK/STAT是無脊椎動(dòng)物參與天然免疫的3條主要信號(hào)通路，它們?cè)谶M(jìn)化中具有廣泛的保守性，且它們都與Wnt信號(hào)通路存在密切關(guān)聯(lián)，這可能提示W(wǎng)nt信號(hào)通路參與更多的天然免疫調(diào)控。

Toll信號(hào)通路主要由革蘭氏陽性菌或真菌激活，其在無脊椎動(dòng)物天然免疫中的功能已被大量報(bào)道［105］。Toll及其同源物TLR是病原體識(shí)別過程中重要的模式識(shí)別受體（PRR），由它們介導(dǎo)的Toll信號(hào)通路可使NF-κB活化后進(jìn)入細(xì)胞核與κB結(jié)合，調(diào)控抗菌肽、干擾素等免疫相關(guān)基因的表達(dá)［106-108］。果蠅Toll信號(hào)通路能有效抑制果蠅X病毒（DXV）的復(fù)制，控制念珠菌（Candida glabrata）等真菌感染［109-110］。皺紋鮑魚（Haliotis discus）的 TLR 在副溶血弧菌、李斯特菌（Listeria monocytogenes）和出血性敗血癥病毒（hemorrhagic septicemia virus）感染后表達(dá)量上調(diào)［111］。此外，在梭子蟹（Portunus trituberculatus）、厚殼貽貝（Mytilus coruscus）、水螅（Hydra）等無脊椎動(dòng)物中都有報(bào)道顯示Toll信號(hào)通路參與天然免疫［112-114］。已有一些研究證明了Wnt信號(hào)通路與Toll信號(hào)通路之間存在交聯(lián)。有研究表明，介導(dǎo)Toll信號(hào)通路的NF-κB轉(zhuǎn)錄因子p65在受刺激的巨噬細(xì)胞中促進(jìn)Wnt5a的表達(dá)［115］。巨噬細(xì)胞的天然免疫功能至少部分是通過Wnt5a-Frizzled5-NF-κB（p65）信號(hào)級(jí)聯(lián)來實(shí)現(xiàn)的，p65又反饋維持Wnt5a的表達(dá)。該信號(hào)級(jí)聯(lián)不僅維持基礎(chǔ)水平的免疫防御，還調(diào)節(jié)免疫相關(guān)蛋白CD14的表達(dá)，CD14與TLR2共同作用，有助于識(shí)別和控制李斯特菌的感染［116］。而且p65作為IRF3的轉(zhuǎn)錄共激活劑可誘導(dǎo)IFN的合成［1］。此外，Wnt1通過與Scavenger受體A結(jié)合，增加NF-κB蛋白水平，促進(jìn)IL-6，TNF-α 和 iNOS的分泌［117］。Wnt3a和 Wnt5a分別是經(jīng)典和非經(jīng)典Wnt信號(hào)通路的配體。在鼠巨噬細(xì)胞內(nèi)發(fā)現(xiàn)，Wnt3a和Wnt5a均有能力誘導(dǎo)炎癥細(xì)胞因子的產(chǎn)生，其對(duì)炎癥反應(yīng)的影響呈TLR4依賴性。但Wnt3a和Wnt5a抑制TLR2和TLR9刺激下的細(xì)胞因子的產(chǎn)生。有趣的是，使用Wnt信號(hào)通路抑制劑并不能抑制Wnt3a和Wnt5a誘導(dǎo)的巨噬細(xì)胞因子的產(chǎn)生，這說明Wnt3a和Wnt5a誘導(dǎo)的巨噬細(xì)胞炎癥反應(yīng)可能不是典型Wnt與Wnt受體相互作用的結(jié)果［118］。WntD為果蠅Wnt家族的一員，在調(diào)節(jié)抗菌基因轉(zhuǎn)錄中有積極作用。但WntD不是經(jīng)典Wnt信號(hào)通路的配體，其可能通過非經(jīng)典Wnt信號(hào)通路發(fā)揮作用。Gordon等［119］證明了WntD的表達(dá)是由Toll信號(hào)通路誘導(dǎo)的。通過基因敲除發(fā)現(xiàn)，WntD功能缺失突變體具有免疫缺陷并且Toll/Dorsal信號(hào)升高，說明WntD負(fù)反饋調(diào)節(jié)Toll信號(hào)通路。激活Toll信號(hào)通路可使果蠅更容易受到病毒感染，因此我們推測(cè)，WntD可能通過抑制Toll信號(hào)通路，在果蠅抗病毒免疫中發(fā)揮積極作用。

IMD信號(hào)通路主要被革蘭氏陰性菌激活，它是除Toll信號(hào)通路外另一條介導(dǎo)NF-κB的信號(hào)通路。IMD 與 Toll信號(hào)通路在功能上互補(bǔ)［108］。Yokoi等［120］發(fā)現(xiàn)，赤擬谷盜（Tribolium castaneum）中IMD信號(hào)通路有助于防御陰溝腸桿菌（Enterobacter cloacae）和枯草芽孢桿菌（Bacillus subtilis）。又有研究發(fā)現(xiàn)，大腸桿菌DH5α注射侵染后會(huì)迅速激活橘小實(shí)蠅IMD信號(hào)通路的免疫反應(yīng)［121］。另外，還有許多研究均證實(shí)IMD信號(hào)通路在不同無脊椎動(dòng)物天然免疫中的重要功能。Wnt/PCP信號(hào)通路中的TAK1可以激活I(lǐng)MD信號(hào)通路關(guān)鍵組分Relish，這為Wnt和IMD信號(hào)通路的交聯(lián)提供了直接證據(jù)。此外，已有不少證據(jù)表明Wnt與NF-κB存在密切聯(lián)系。β-catenin除了調(diào)節(jié)Wnt信號(hào)通路外，還參與NF-κB靶基因的調(diào)控，如IL-6和Wnt16［122］。由非經(jīng)典Wnt信號(hào)通路成員Rac1激活NF-κB可驅(qū)動(dòng)腸道干細(xì)胞增殖和結(jié)直腸癌的發(fā)生［123］。并且IMD和與Wnt信號(hào)通路密切交織的Toll信號(hào)通路之間的串聯(lián)已被報(bào)道。Nishide等［124］通過RNAi實(shí)驗(yàn)揭示了IMD和Toll信號(hào)通路之間顯著的功能交聯(lián)。IMD信號(hào)通路和Toll信號(hào)通路的RNAi均抑制了這兩條信號(hào)通路效應(yīng)分子的上調(diào)。另一方面，Wnt信號(hào)通路與JNK信號(hào)通路之間存在信號(hào)級(jí)聯(lián)。在非經(jīng)典Wnt/PCP信號(hào)通路中，Wnt可通過激活小GTP酶Rac將信號(hào)傳導(dǎo)至JNK信號(hào)通路。而JNK信號(hào)通路介導(dǎo)IMD通路。有研究發(fā)現(xiàn)JNK可以通過PDGFP和Pvr反饋抑制IMD信號(hào)通路。并且IMD信號(hào)通路的激活促進(jìn)了Pvr配體Pvf2和Pvf3的JNK依賴性表達(dá)，進(jìn)而通過Pvr-ERK減弱IMD信號(hào)通路［125］。此外，由此判斷Wnt信號(hào)通路與IMD信號(hào)通路的密切關(guān)聯(lián)，也因此推斷Wnt信號(hào)通路在天然免疫中有很大的潛能。

JAK/STAT是另一條涉及天然免疫的重要信號(hào)通路。研究表明，在波紋巴非蛤（Paphia undulate）中，JAK/STAT信號(hào)通路在細(xì)菌清除方面起著至關(guān)重要的作用［126］。另外，JAK/STAT信號(hào)通路還參與果蠅虹彩病毒6（Iridescent virus 6）、寄生蜂（Leptopilina boulardi）等多種病原體天然免疫［127-128］。STAT3是JAK/STAT信號(hào)通路的關(guān)鍵分子。先前的研究表明，Wnt信號(hào)可以刺激早期斑馬魚發(fā)育過程中STAT3的活性。之后，STAT3被證明是Wnt信號(hào)通路通過TCF4和LEF1的直接轉(zhuǎn)錄靶點(diǎn)，并且STAT3與LEF1存在直接相互作用。此外，在APC突變體中STAT3的表達(dá)和磷酸化水平增加［129］。在原代棕色前脂肪細(xì)胞中，STAT3在分化誘導(dǎo)期是必須的，STAT3的缺失會(huì)導(dǎo)致Wnt1、Wnt3a和Wnt10b的表達(dá)增加，STAT3的缺失可以通過抑制經(jīng)典Wnt信號(hào)通路或敲除β-catenin來挽救。另有研究表明，Wnt3a可促進(jìn)STAT3的核定位，Wnt1和Wnt3a可以提高胚胎干細(xì)胞中STAT3的基因表達(dá)和蛋白水平［130］。這兩條信號(hào)通路的交聯(lián)在癌癥中也有報(bào)道。AKT/β-catenin驅(qū)動(dòng)的肝癌細(xì)胞中富含活化的STAT3，用JAK/STAT信號(hào)通路的小分子抑制劑處理肝癌細(xì)胞，可以使活性β-catenin減少，并且能夠有效地減輕 AKT/β-catenin 驅(qū)動(dòng)的肝癌細(xì)胞形成和增殖［131］。以上研究均有力證明了JAK/STAT與Wnt信號(hào)通路之間的互作，這有助于更深入地了解Wnt信號(hào)通路的免疫調(diào)控功能。

除了上述信號(hào)通路，Wnt信號(hào)通路還與PI3K/AKT、MAPK/PKC、Hippo等多條信號(hào)通路存在交聯(lián)，共同組成免疫信號(hào)調(diào)控網(wǎng)絡(luò)［61，132-136］。

5 結(jié)語

Wnt信號(hào)通路在多種天然免疫相關(guān)過程中發(fā)揮重要作用，其正常的功能和調(diào)控對(duì)宿主至關(guān)重要。目前國內(nèi)外對(duì)無脊椎動(dòng)物Wnt信號(hào)通路涉及天然免疫的研究甚少，并且主要通過基因篩選的方法證明Wnt信號(hào)通路在天然免疫中的作用。即使有部分Wnt信號(hào)通路中的基因在體內(nèi)得到了功能驗(yàn)證，但其具體的功能機(jī)制仍不清楚，需要更深入的研究。Wnt信號(hào)通路與其他信號(hào)通路的串聯(lián)和合作有利于進(jìn)行有效的免疫應(yīng)答?，F(xiàn)有研究發(fā)現(xiàn)Wnt與其他免疫相關(guān)信號(hào)通路如Toll、IMD、JAK/STAT等均有交聯(lián)。這些信號(hào)通路在無脊椎動(dòng)物天然免疫中的研究較為廣泛和成熟，這有利于更好地發(fā)掘Wnt信號(hào)通路在無脊椎動(dòng)物天然免疫中的功能。