陳 琪, 李 勇, 徐金瑞, 楊 易

（1. 寧夏大學西部特色生物資源保護與利用教育部重點實驗室，寧夏 銀川 750021；2. 寧夏大學生命科學學院微生物與分子生物學系，寧夏 銀川 750021）

肺相關疾病是肺臟本身或其他全身性疾病在肺部的表現(xiàn)。隨著環(huán)境污染問題的不斷出現(xiàn)，肺部感染性疾病發(fā)病率隨之升高。肺癌是目前最常見的惡性腫瘤，肺炎、慢性阻塞性肺病和肺纖維化也嚴重威脅人類健康。Wnt5a 是非經(jīng)典Wnt 信號通路的代表性配體，其表達異常與許多疾病的發(fā)生有關，如癌癥、炎性疾病和代謝紊亂等［1］；Wnt5a 通過Wnt信號傳導系統(tǒng)調控多種細胞功能，Wnt5a 蛋白在某些腫瘤中的表達影響腫瘤患者的預后；在某些炎性疾病中，Wnt5a 也可作為抗炎治療的分子靶向，對多種類型的人類癌癥的進展具有雙重作用。Wnt5a作為肺組織形態(tài)分化的輔助因子，存在于氣道和肺泡上皮細胞、平滑肌細胞、間質成纖維細胞和一些內皮細胞中，參與遠端肺形態(tài)和肺泡的形成［2-3］。在肺發(fā)育早期，Wnt5a 的缺失導致遠端氣道分支過>多，而Wnt5a 過表達干擾了正常上皮間充質相互作用，導致遠端氣道分支和擴張減少［4］，Wnt5a 介導的非經(jīng)典Wnt 信號異常激活可促進肺相關疾病的發(fā)生。因此，Wnt5a 被認為是肺部疾病診斷的重要靶點。目前，雖已有對Wnt5a 與腫瘤和炎癥性疾病關系的相關綜述報道，或Wnt5a 與某一種肺相關疾病關系的研究報道，但尚未見Wnt5a 在肺相關疾病發(fā)生發(fā)展中作用的相關綜述報道?，F(xiàn)對Wnt5a 在肺相關疾病發(fā)生發(fā)展中的作用研究進行綜述，旨在為以Wnt5a 為靶點進行肺相關疾病的防治提供理論依據(jù)。

1 Wnt5a 概述

1.1 Wnt 家族及Wnt5aWnt 基因最初在小鼠的乳腺癌細胞中被發(fā)現(xiàn)，Wnt 蛋白是一類分泌型脂聯(lián)糖蛋白家族。根據(jù)對小鼠C57MG 乳腺上皮細胞系形態(tài)轉化和生長特性改變能力的高低將Wnt 家族分為2 組：高轉化能力Wnt 可激活Wnt/β-連環(huán)蛋白（β-catenin） 通路，又稱經(jīng)典Wnt 信號通路；弱或無轉化功能的Wnt 不依賴β-catenin 介導的轉錄激活，包含多條信號通路，即Wnt/Ca2+途徑和Wnt/c-Jun 氨 基 末 端 激 酶（c-Jun N-terminal kinase，JNK） 途 徑，被 稱 為 非 經(jīng) 典Wnt 信 號 通 路［5］。Wnt5a 是Wnt 家族中的一員，于20 世紀90 年代首次被發(fā)現(xiàn)，該基因包含5 個外顯子，終端外顯子編碼一個3′端的經(jīng)典不可翻譯區(qū)，起始的631 bp 有很強的啟動子活性［6］。Wnt5a 信號最常見的受體是卷曲蛋白（frizzled，F(xiàn)zd） 受體，主要包括Fzd2、Fzd4、Fzd5、Fzd7 和Fzd8，結構類似于G 蛋白偶聯(lián)型跨膜受體，與Wnt5a 結合后通過胞質內的蓬亂蛋白（dishevelled，Dvl） 參與Wnt 信號途徑的調節(jié)；酪氨酸激酶樣孤兒受體2 （receptor tyrosine kinase-like orphan receptor 2，Ror2） 是單次跨膜蛋白，作為Wnt5a 的受體與共受體Fzd 調節(jié)非經(jīng)典Wnt 信號途徑。Wnt5a 蛋白也可與Fzd 和Ror2 形成三重復合體，將信號傳遞給細胞跨膜受體，并與后者結合，將信號傳遞至細胞內，進而對Wnt 信號途徑加以干預，從而在胚胎形成、細胞成熟和器官穩(wěn)態(tài)過程中發(fā)揮重要的作用［7］。

1.2 Wnt5a 介導的信號通路Wnt5a 作為一種在細胞各項功能中起重要作用的分泌型蛋白，可與不同類型的受體結合，通過Wnt 通路形成復雜的調控網(wǎng)絡，參與細胞應答反應的調節(jié)。①Wnt/平面細胞極性（planar cell polarity，PCP） 途徑：Wnt5a通過Fzd 激活小G 蛋白［包括Ras 同源物基因家族成 員A （Ras homolog gene family member A，RhoA）及Ras 相關的C3 肉毒桿菌毒素底物（Rasrelated C3 botulinum toxin substrate，Rac）］和Dvl，形成Dvl 效應復合體，激活下游肌動蛋白；而RhoA 和Rac 可激活Rho 相關激酶（Rho-associated kinase，ROCK）和JNK，起到調節(jié)細胞極性和遷移 的 作 用［8］。②Wnt/Ca2+途 徑：Wnt5a 通 過 鈣 調蛋白依賴激酶及鈣調磷酸酶促進細胞內Ca2+釋放，激活蛋白激酶C（protein kinase C，PKC），使細胞內Ca2+濃度升高，活化T 細胞核因子，發(fā)揮抑癌作用［9］。③Wnt/β-catenin 途徑：當Wnt5a 與Ror2 相互 作 用 時，降 低 胞 核 內 β -catenin 水平，抑制經(jīng)典Wnt/β-catenin 通路，在調節(jié)炎癥反應中起關 鍵 作 用［10］；Wnt5a 與Fzd 和 低 密 度 脂 蛋 白 受 體相關跨膜蛋白結合時，激活Wnt/β-catenin 通路，調 控 胚 胎 形 成 和 細 胞 命 運［11］。Wnt5a 結 合Ror2 受體可誘導Wnt/Ca2+和Wnt/PCP 通路，同時抑制經(jīng)典β-catenin 通路，因此Wnt5a 介導的信號通路形成了復雜的調控網(wǎng)絡。

2 Wnt5a 與慢性阻塞性肺疾?。╟hronic obstructive pulmonary diseases，COPD）

COPD 是一種慢性氣道炎癥反應，嚴重威脅人類健康且是可預防和治療的肺部疾病。COPD 被視為全身和多器官綜合征的心肺組成部分，煙霧是引起全球大部分地區(qū)COPD 的主要環(huán)境危險因素［12］。BAARSAM 等［13］證實：在COPD 中非經(jīng)典Wnt5a表達增強，成熟的Wnt5a 可緩解由經(jīng)典Wnt 驅動的肺泡上皮細胞創(chuàng)傷愈合和轉分化，Wnt5a 過表達增加了體內彈性蛋白酶誘導的肺氣腫的空氣空間，抑制體內Wnt5a 可降低肺組織破壞并改善肺功能，明確了COPD 發(fā)病機制是由于間充質-上皮間質受損引起。WANG 等［14］研究表明：細顆粒物PM2.5和香煙煙霧（cigarette smoke，CS）/香煙煙霧提取物（cigarette smoke extract，CSE） 共刺激可引起小鼠和16HBE 細胞炎癥反應，促進Wnt5a 的表達，在COPD 發(fā)病過程中PM2.5 通過Wnt5a/細胞外調節(jié)蛋白激酶（extracellular signal-regulated kinase，ERK）通路加重CS/CSE 誘導的氣道炎癥反應。以上研究表明：Wnt5a 高表達是引起COPD的因素之一，因此抑制Wnt5a 有益于COPD 的治療。也有研究［15］顯示：Wnt5a 與COPD 和銅綠假單 胞 菌（Pseudomonas aeruginosa，PA） 感 染 有關，PA 感染COPD 患者痰中Wnt5a 含量較低，表明Wnt5a 表達水平與致病性細菌負荷呈負相關關系，而巨噬細胞中Wnt5a 可能被與COPD 相關的致病菌感染所抑制，需進一步研究證明。

3 Wnt5a 與肺炎

在炎性疾病發(fā)展過程中，Wnt5a 呈特異性表達，也可誘導炎癥因子的表達，兩者呈現(xiàn)交叉互動，提示W(wǎng)nt5a 異常表達是炎癥疾病的發(fā)病原因之一。間質性肺疾?。╥nterstitial lung disease，ILD）是一種特殊的組織病理學模式的間質性肺纖維化，可對肺泡壁和支氣管壁造成影響，特發(fā)或繼發(fā)于自身免疫性疾病和環(huán)境暴露。YU 等［16］研究顯示：早期肺間質病變患者血漿中Wnt5a 蛋白水平明顯高于非類風濕性關節(jié)炎患者；與非特發(fā)性間質性肺炎（nonspecific interstitial pneumonia，NSIP） 和ILD比較，普通型間質性肺炎（usual interstitial pneumonia，UIP） 患者的Wnt5a 表達水平更高，表明Wnt5a 可作為識別UIP 和評估RA 患者ILD 的嚴重程度和進展的潛在生物標志物。VUGA 等［17］研究顯示：Wnt5a 在特發(fā)性間質性肺炎（specific interstitial pneumonia，SIP） 組織的纖維母細胞中高表達，并促進纖維母細胞增殖和抑制凋亡。以上研究表明：在肺部炎癥中Wnt5a 高表達，因此可以通過抑制Wnt5a 表達而抑制肺部炎癥發(fā)展。也有研究［18］顯示：在抗胰島素抵抗（insulin resistance，IR） 大鼠模型中，肺組織卷曲相關蛋白5（secreted frizzled-related protein 5，SFRP5）表達下調，Wnt5a/JNKl 通路激活，肺部炎癥反應增強，且SFRP5 明顯抑制Wnt5a/JNKl 誘導的巨噬細胞活化；同時，IR 降低了肺組織中SFRP5 的表達，激活Wnt5a/JNK1 通路，促進肺部炎性反應，因此可通過調節(jié)SFRP5 來抑制Wnt5a/JNK1 通路，從而起到抑制肺部炎性反應的作用。

4 Wnt5a 與肺腫瘤

肺腫瘤是我國發(fā)病率和死亡率增長最快，對人類健康和公眾生命威脅最大的惡性腫瘤之一，其中非 小 細 胞 肺 癌 （non-small cell lung cancer，NSCLC）最為常見。Wnt5a 高表達與NSCLC 患者預后不良有關，結合檢測Ror2 和Wnt5a 有助于預 測NSCLC 患 者 的 預 后［19］。有 研 究［20］證 明：Wnt5a 通過線粒體凋亡途徑發(fā)揮對人肺癌A549 細胞凋亡的調控。吸煙在肺癌發(fā)生過程中誘導Wnt5a-偶聯(lián)PKC 活性，并導致肺癌中蛋白激酶B（protein kinase B，AKT/PKB）活性升高和抗凋亡能力增強，Wnt5a 可通過激活PKC/AKT 通路抑制肺癌細胞凋亡［21］，表明Wnt5a 可能是肺癌潛在的治療靶點，具體如何調控尚有待進一步研究。YANG 等［22］研 究 發(fā) 現(xiàn)：Wnt5a 促 進A549 細 胞 增殖、遷移和集落形成，通過Wnt/PKC 信號通路促進肺癌細胞的遷移和對順鉑藥物耐藥性，通過調節(jié)Wnt5a 表達阻斷Wnt/PKC 信號通路可能是治療耐化療NSCLC 患 者 的 有 效 方 法。LIU 等［23］研 究表明：miR-1253 在NSCLC 組織中表達下調，與Wnt5a 的表達呈負相關關系，可以通過靶向miR-1253-Wnt5a 軸開發(fā)NSCLC 新的診斷或治療策略。WANG 等［24］研究顯示：NSCLC 組織中過表達Wnt5a/Ror2 后β-catenin 表達異常，且Wnt5a 過表達增加了NSCLC 細胞的增殖、遷移和侵襲，促進了NSCLC 細胞體外上皮-間質轉化（epithelialmesenchymal transition，EMT），而敲低Wnt5a 則呈現(xiàn)完全相反的結果；Wnt5a 過表達增強了T 細胞因子/淋巴樣增強因子（T-cell factor/ lymphoid enhancer factor，TCF/LEF） 的 轉 錄 活 性 并 使NSCLC 細胞核中β-catenin 水平升高，表明Wnt5a促進EMT 在 NSCLC 中 的 轉 化，參 與 Wnt/β-catenin 經(jīng)典信號的激活。因此可以通過調節(jié)Wnt5a 抑 制 經(jīng) 典Wnt/β-catenin 信 號 通 路，抑 制NSCLC 細胞增殖和遷移，使NSCLC 的發(fā)展受到一 定 的 控 制。 在 肺 腺 癌 （adenocarcinoma carcinoma，AC） 和 鱗 狀 細 胞 癌（squamous cell carcinoma，SCC）中，Wnt5a 微環(huán)境的差異通過改變內皮細胞運動和分化，導致過氧化物酶體增殖激活受體γ（peroxisome proliferator activated receptor γ，PPARγ）減少進而影響治療的反應機制，在SCC中非經(jīng)典Wnt5a 的增加抑制內皮細胞的運動，引起miR-200b 和miR-27b 等抑制劑增加，而AC 中經(jīng)典Wnt 則直接下調PPARγ 表達［25］，此差異可能導致治療肺癌反應的不同，因此通過Wnt5a 的表達調控治療SCC 和AC 需要精確到下游受體的差異，這也是肺癌治療需要解決的重要問題。魏巍等［26］研究發(fā)現(xiàn)： 在小細胞肺癌（small cell lung cancer，SCLC）組織中Wnt5a 高表達，且與腫瘤信號的轉移存在關聯(lián)，Wnt5a/JNK 信號通路促進了SCLC細胞遷移。因此Wnt5a 可作為SCLC 的一個預測指標和治療靶點。

5 Wnt5a 與肺纖維化（pulmonary fibrosis，PF）

PF 是肺組織受損后修復調節(jié)失控及重建異常所引起的病變，其發(fā)生受一系列細胞生長因子和多條信號轉導通路調控。對PF 患者肺組織進行分子學分析［27］顯示：Wnt5a 促進肺成纖維細胞的增殖，同時增加纖維連接蛋白和整合素的表達。Wnt5a 在特發(fā)性肺纖維化（idiopathic pulmonary fibrosis，IPF） 肺組織中主要表達于氣道及肺泡上皮細胞、平滑肌細胞、內皮細胞、肌成纖維細胞和間質，過表達Wnt7b 能明顯增加正常人平滑肌細胞和成纖維細胞中Wnt5a 蛋白的表達，而無論是否使用轉化生長 因子β1（transforming growth factor-β1，TGF-β1）處理，在過表達Wnt5a 的IPF 肌成纖維細胞中則不會出現(xiàn)該現(xiàn)象，表明Wnt5a 在IPF 細胞中廣泛表達，Wnt7b 和TGF-β1 可明顯增加Wnt5a 表達，二者結合可能是調節(jié)IPF 發(fā)病機制的關鍵信號通路［28］。VUGA 等［17］應 用Wnt5a 處 理 正 常 肺 成 纖維細胞和UIP 患者肺成纖維細胞結果顯示：Wnt5a在UIP 患者肺成纖維細胞中表達較正常肺成纖維細胞高，也促進正常肺成纖維細胞增殖，抑制H2O2誘導的細胞凋亡，Wnt5a 引起β-catenin 水平明顯降低，與經(jīng)典Wnt/β-catenin 信號通路的改變無關，表明Wnt5a 通過非經(jīng)典Wnt/β-catenin 通路調控成纖維細胞增殖和存活，且該通路在以纖維化間質性肺病的肺表型中發(fā)揮作用，可以通過抑制Wnt5a 的表達抑制纖維化間質性肺疾病的成纖維細胞增殖，但要達到治療該疾病的目的還需進一步研究。研究［29］表明：細胞外囊泡（extracellular vesicles，EVs）通過攜帶包括Wnt5a 蛋白在內的多種信號介質來調節(jié)細胞間的通訊，Wnt5a 在小鼠和人肺纖維化組織中與EVs 結合分泌；AINA 等［30］研究顯示：從IPF患者肺泡灌洗液中分離的EVs 結合Wnt5a 促進成纖維細胞增殖，進而促進IPF 患者發(fā)病進程，該結果為IPF 的診斷和治療提供了新的方法。KOVACS 等［31］研究顯示：在老化肺組織中Wnt5a 水平升高，Wnt5a 高表達促進肌成纖維細胞樣分化，且該過程還控制表面活性物質的產(chǎn)生和肺修復機制，表明Wnt5a 的改變在肺衰老過程中發(fā)揮重要作用。以Wnt5a 為靶點對PF 診斷和治療具有重要意義，其機制尚有待進一步研究。

6 Wnt5a 與其他肺部疾病

哮喘是一種由多種炎性細胞和細胞組分參與的慢性呼吸氣道炎癥，氣道細胞重構和氣道高反應為其主要特征［32］。SCOYK 等［33］研究表明：支氣管哮喘患者外周血中Wnt5a 明顯升高，而上調Wnt 通路與哮喘的關系需進一步研究。也有研究［34-35］顯示：Wnt5a/JNK 信號通路的相關分子在哮喘大鼠肺組織、血液及外周血單核細胞中均表達升高，表明Wnt5a/JNK 信號通路的激活參與了哮喘的發(fā)病，該結果為哮喘疾病提供了新的治療策略。支氣管肺發(fā)育不良（bronchopulmonary dysplasia，BPD） 是早產(chǎn)兒常見的呼吸疾病，可引起肺部動脈高壓，對新生兒神經(jīng)系統(tǒng)發(fā)育會造成不良影響。研究［36］表明：Wnt/β-catenin 信號通路的協(xié)調激活對正常肺發(fā)育至關重要，Wnt 和核轉錄因子-κB （nuclear transcription factor kappa B，NF-κB）協(xié)同作用能在高氧狀態(tài)下驅動Wnt5a 的表達。JENNIFER 等［37］證明：囊狀期高氧肺損傷時肺間充質Wnt5a 增加，導致BPD 患者的肺泡化受損和間隔增厚，Wnt5a的靶向性可能是治療BPD 的潛在策略。

7 展 望

綜上所述，Wnt5a 參與了多種典型的肺相關疾病的發(fā)生發(fā)展，以其為靶點防治肺相關疾病具有重要的臨床意義。目前尚未見Wnt5a 在其他許多肺相關疾病（肺氣腫、塵肺和矽肺） 中作用的相關研究，在肺結核病中的研究僅限于卡介苗（Bacillus-Calmette-Guerin，BCG） 刺激細胞或注射小鼠體內，細胞或肺組織中Wnt5a 的表達情況以及病變后Wnt5a 介導的信號通路上下游因子變化還有待進一步研究。通過分析Wnt5a 的表達及其參與的信號通路來進一步研究更多肺部疾病的發(fā)病機制，可為其臨床診斷尋找到新的靶點。目前，雖然已經(jīng)對Wnt5a 的表達、信號轉導途徑和功能定位等進行了廣泛的研究并取得了一定的成果，但尚存在諸多疑問與爭議。隨著分子生物學研究的進展，Wnt5a 信號的調控機制將更加明確，以Wnt5a 為靶點治療人肺部疾病也將成為可能。