王玲，王志蓮

宮頸癌（cervical cancer）是目前全球范圍內(nèi)威脅女性生命健康的第四大癌癥[1]。據(jù)統(tǒng)計，全球每年宮頸癌新發(fā)病例可達57 萬，其中大部分發(fā)生在發(fā)展中國家[2-3]。隨著癌癥基因圖譜的不斷發(fā)展，越來越多的信號通路和基因被證實與癌癥的發(fā)生有關。在宮頸癌的相關研究中發(fā)現(xiàn)，Dickkopf 相關蛋白3（DKK3）可以通過抑制β-連環(huán)蛋白（β-catenin）的活性來抑制其核轉運，降低腫瘤蛋白質(zhì)表達[4]。以β-catenin 為控制中心，最常見的通路為典型的Wnt 信號通路，即Wnt/β-catenin 信號通路。該通路不僅在胚胎發(fā)育過程和成人組織穩(wěn)態(tài)過程中具有重要作用，在干細胞更新、細胞增殖和細胞分化中也具有生物學功能，在腫瘤細胞的發(fā)生和轉移中亦發(fā)揮重要作用。這些遺傳或表觀遺傳事件與人類疾病如癌癥相關[5]?，F(xiàn)就DKK3、Wnt/β-catenin 信號通路與宮頸癌的關系研究進展進行綜述。

1 DKK3

DKK 家族編碼分泌型糖蛋白，包括4 個主要成員（DKK1～DKK4）和一種獨特的DKK3 相關蛋白sgy，也稱為Dickkopf 樣蛋白1（DKKL1）。DKK1、DKK2 和DKK4 之間的總序列同源性為46%～50%，DKK3 和其他DKK 蛋白之間的總序列同源性為37%～40%，基于DNA 序列的相似性，DKK1、DKK2 和DKK4 比DKK3 更接近。DKK1、DKK2、DKK3 和DKK4 分別位于10q11、4q25、11p15.3 和8p11 位點。除了DKK3，其余都是同一個平行染色體組的一部分，而DKK3所在的11p15.3 位點于腫瘤中常缺失。由于結構的差異，DKK3 表現(xiàn)出了不同于其他家族成員的生物學特征，DKK3 能抑制Wnt/β-catenin 信號通路[6]，DKK3 基因沉默與Wnt 信號通路的激活有關[7]。作為Wnt/β-catenin 信號通路的拮抗劑，DKK3 基因和蛋白的表達在許多類型的癌癥中下調(diào)[8]，對癌細胞的凋亡、遷移、侵襲和血管生成有一定的影響[9]，參與上皮-間質(zhì)轉化，其表達降低可增強癌細胞的侵襲性。以上均提示DKK3 對腫瘤具有抑制作用。

2 Wnt/β-catenin 信號通路

Wnt/β-catenin 信號通路是一種重要的細胞外通路，1982 年與原癌基因Int1（也稱為Wnt1）一起被發(fā)現(xiàn)[10]。這一途徑涉及許多發(fā)育過程，如細胞生長、分化、個體發(fā)育、遷移、遺傳穩(wěn)定性、凋亡、干細胞自我更新和維持成人組織穩(wěn)態(tài)。Wnt 信號通路包括兩種不同的細胞內(nèi)信號通路——β-catenin 依賴性通路（稱為典型Wnt 通路）和β-catenin 非依賴性通路（稱為非匿名Wnt 通路）。與其他信號通路相比，Wnt/β-catenin信號通路是一個進化保守的系統(tǒng)，在胚胎發(fā)生、器官發(fā)生和體內(nèi)平衡中起著重要作用。Wnt/β-catenin 信號通路的異常激活是許多癌癥的誘發(fā)因素之一。

2.1 Wnt/β-catenin 信號通路簡介Wnt/β-catenin信號通路是一個多環(huán)節(jié)、多作用位點的生長發(fā)育調(diào)控信號通路，主要由膜蛋白、破壞復合物和βcatenin 3 個部分組成。Wnt 家族配體是分泌型脂糖蛋白，啟動該信號通路，作用于細胞膜上7 次跨膜受體卷曲蛋白（Frizzled，F(xiàn)ZL），該受體旁邊緊挨著低密度脂蛋白受體相關蛋白5/6（LRP5/6）共受體。破壞復合物由酪蛋白激酶1α（CK1α）、糖原合成酶激酶3β（GSK3β）、大腸腺瘤性息肉病蛋白（APC）和Axin（支架蛋白）組成。決定該途徑激活狀態(tài)的關鍵信號分子β-catenin 在細胞質(zhì)中受到穩(wěn)定性調(diào)節(jié)。

在沒有Wnt 刺激的靜止狀態(tài)下，細胞質(zhì)βcatenin 被募集到破壞復合物中，然后被CK1α 和GSK3β 磷酸化。磷酸化的β-catenin 被含有β 轉導素的重復蛋白（SCFb-TrCP）E3 連接酶直接泛素化，并被26S 蛋白酶體途徑降解，以維持細胞質(zhì)低水平的β-catenin[11]。當分泌的Wnt 配體積累時，這些配體與FZL 受體以及LRP5/6 共受體相互作用，F(xiàn)ZL 受體激活散亂蛋白（dishevelled，Dvl 或Dsh）以磷酸化LRP5/6，后者反過來分解破壞復合物，磷酸化的LRP5/6 為GSK3β 和Axin 提供了結合位點，導致破壞復合物瓦解，穩(wěn)定的β-catenin 在細胞質(zhì)中積累并轉移到細胞核。

研究證明，磷酸化的LRP5/6 通過抑制GSK3 活性直接阻斷β-catenin 降解，Axin 瓦解方式仍有待確定[4]。核積聚的β-catenin 與T 細胞轉錄因子（TCF）或淋巴增強因子（LEF）形成復合物，激活下游基因，涉及各種病理生理學靶基因的表達，包括增殖和轉化基因。

2.2 β-catenin 與宮頸癌Wnt/β-catenin 信號通路的激活是參與宮頸癌發(fā)生多步驟過程的主要失調(diào)途徑，β-catenin 結構和信號特性的不平衡導致宮頸癌的發(fā)生、發(fā)展[12]。在多種惡性腫瘤患者中，APC 和CTNNB1（β-catenin 編碼基因）是最常見的突變基因。大多數(shù)突變的APC 不能有效地使β-catenin 泛素化和降解，或產(chǎn)生了對GSK3β 磷酸化和隨后降解有抗性的突變β-catenin，最終導致β-catenin 的異常積累和Wnt/β-catenin 信號通路的激活[13]。越來越多腫瘤被發(fā)現(xiàn)與β-catenin 的異常積累和驅動靶基因的轉錄有關[11，14]。此外，CTNNB1 基因的遺傳變異可能有助于宮頸癌的發(fā)展，β-catenin 相關細胞黏附的改變可能與宮頸癌的發(fā)病機制有關[15]。另有研究證明，β-catenin 在宮頸癌組織中高表達，導致了Wnt/β-catenin 信號通路的激活，證實β-catenin 可能參與了宮頸癌的發(fā)生及發(fā)展[16]。CTNNB1 基因的遺傳變異可能有助于宮頸癌的發(fā)展[15]。β-catenin 的積累在Wnt/β-catenin 信號通路中占據(jù)核心位置[17]，通過降低β-catenin 的表達，抑制Wnt/β-catenin 信號通路，最終觸發(fā)細胞周期停滯，阻滯宮頸癌細胞周期的進展[18]。此外，某些特定的表觀遺傳學改變可激活Wnt/β-catenin 信號通路，加重宮頸癌的惡性程度[19]，抑制Wnt/β-catenin 信號通路可緩解宮頸癌的進展[20]。這進一步表明β-catenin 通過Wnt/β-catenin信號通路參與了宮頸癌的發(fā)生及發(fā)展。

2.3 Wnt/β-catenin 信號通路與DKK3DKK3 可通過調(diào)控Wnt/β-catenin 信號通路來控制疾病的發(fā)生與發(fā)展。Wnt/β-catenin 信號通路涉及廣泛的生理和病理過程，調(diào)節(jié)關鍵的發(fā)育和生理過程，包括細胞增殖、分化、遷移和凋亡，為了啟動這一信號通路，Wnt 配體與其同源FZL/LRP 受體復合物結合，βcatenin 從細胞質(zhì)轉移到細胞核，充當轉錄因子激活劑。目前已報道的細胞外Wnt 拮抗劑，包括分泌型Wnt 抑制劑、分泌型卷曲相關蛋白（SFRP）、Wnt 抑制因子1（WIF1）和DKK。前兩種分泌蛋白直接阻斷Wnt 受體與配體結合[21]，抑制Wnt 信號。與這些蛋白質(zhì)不同，DKK1、DKK2 和DKK4 通過與共受體跨膜蛋白Kremen1（Krm1）結合來抑制Wnt 信號，并通過胞內(nèi)作用誘導LRP5/6 的內(nèi)化，阻斷Wnt 信號，而DKK3 缺乏與LRP5/6 或Krm1 結合的能力。但是，DKK3 基因還編碼一種細胞質(zhì)非分泌型同工型DKK3b，其通過與β-TrCP（含有β 轉導素的重復蛋白）泛素連接酶結合來切斷Wnt/β-catenin 信號，這抑制了CTNNB1 核移位[22]。DKK3 還參與β-catenin的降解，抑制β-catenin 下游基因表達[23]。DKK3b 的起始密碼子遠離CpG 島，不會影響Wnt 抑制基因的表達[6]。DKK3 還可通過阻斷β-catenin 的核轉運，抑制Wnt 信號[23]。以上研究表明DKK3 可能抑制Wnt/β-catenin 信號通路。

3 Wnt/β-catenin 信號通路與宮頸癌

Wnt/β-catenin 信號通路已經(jīng)涉及不同類型的癌癥[24-25]，包括結直腸癌、肝癌、髓母細胞瘤、卵巢癌和乳腺癌，Wnt 信號的激活促進了癌細胞的增殖和轉移，促進腫瘤發(fā)生和發(fā)展。關于婦科惡性腫瘤，在子宮內(nèi)膜癌、卵巢子宮內(nèi)膜樣癌和卵巢透明細胞癌中檢測到了CTNNB1 突變，CTNNB1 基因突變改變了β-catenin 的氨基端，并阻止其被破壞復合物磷酸化和降解[26]。Wnt/β-catenin 信號通路的過度激活與包括婦科惡性腫瘤在內(nèi)的多種癌癥的發(fā)生、進展、復發(fā)和耐藥性有關。

研究表明，β-catenin 在宮頸癌中高表達[13]，βcatenin 在細胞質(zhì)中的積累和向細胞質(zhì)的移位對激活Wnt/β-catenin 信號通路至關重要。在宮頸癌發(fā)生過程中，β-catenin 的異常表達或異常分布常見，證實β-catenin 確實在宮頸癌組織中高表達，其表達水平與淋巴結轉移密切相關[15]。Wnt 信號通路的研究也證實了這一點，β-catenin 的積累參與宮頸癌的發(fā)生、發(fā)展，淋巴結的轉移以及宮頸癌的預后[27]。該通路的激活參與宮頸癌發(fā)生、發(fā)展中多個過程的失調(diào)。

4 DKK3、Wnt/β-catenin 信號通路與宮頸癌

Wnt/β-catenin 信號通路在腫瘤進展中的關鍵作用已被普遍接受，宮頸癌與Wnt/β-catenin 信號通路的異常激活有關[28]。DKK3 可能參與宮頸癌腫瘤生長過程并且在腫瘤的發(fā)生、發(fā)展和轉移中起重要作用[29]。抑制DKK3 蛋白的表達可促進宮頸癌細胞的存活和侵襲[30]。此外，DKK3 防止β-catenin 積累，阻斷Wnt/β-catenin 信號通路，強烈抑制癌細胞增殖和遷移。DKK3 可表現(xiàn)出對β-catenin 的強調(diào)節(jié)作用，DKK3 間接結合β-catenin，其可以與β-TrCP 相互作用，增強細胞質(zhì)β-catenin 的降解，并抑制其增殖活性[24]。DKK3 抑制β-catenin 的傳導作用，可視為β-catenin 的負調(diào)節(jié)因子[31]。研究發(fā)現(xiàn)，Wnt/β-catenin信號在宮頸癌的許多致癌過程中起著重要作用，且在宮頸癌中被過度激活，參與腫瘤的發(fā)生和轉移[26]。研究表明，β-catenin 在宮頸癌細胞的細胞核和細胞質(zhì)中過表達[15]。

Wnt/β-catenin 信號通路中遺傳或表觀遺傳變化可導致Wnt 信號成分如Wnt 配體、Wnt 抑制劑、膜受體和細胞內(nèi)介質(zhì)的突變，導致異常的Wnt 途徑激活，在各種癌癥中Wnt 途徑常異常激活。一些研究表明某些Wnt 信號基因參與了宮頸癌的發(fā)病機制。研究發(fā)現(xiàn)，DKK3 在宮頸癌組織中表達降低[23]。提示DKK3 表達降低可能促進了宮頸癌的發(fā)生。如果將DKK3 重新引入宮頸癌HeLa 細胞可導致菌落形成減少和細胞生長遲緩。DKK3 的過表達顯著減弱了β-catenin 的活性，并降低了β-catenin 水平。通過酵母雙雜交篩選，β-catenin 的負調(diào)節(jié)因子β-TrCP 被鑒定為新的DKK3 相互作用伴侶。DKK3 與β-TrCP共表達共同增強了DKK3 對β-catenin 的抑制作用。DKK3 的過表達阻斷了β-catenin 的核轉移，導致其下游靶基因表達下調(diào)，而敲除DKK3 則消除了這種阻斷作用。因此，DKK3 可能通過β-catenin調(diào)節(jié)Wnt/β-catenin 信號通路，抑制宮頸癌的發(fā)生、發(fā)展。

5 結語

目前Wnt/β-catenin 信號通路在宮頸癌發(fā)生、發(fā)展中的關鍵作用已成為研究熱點，研究DKK3調(diào)節(jié)Wnt/β-catenin 信號通路的具體機制，有望為宮頸癌發(fā)病機制提供更多依據(jù)。但是，Wnt/β-catenin 信號通路與其他多條信號通路相互級聯(lián)，共同促進腫瘤的發(fā)生、發(fā)展，成為目前研究宮頸癌發(fā)生機制的難點。因此，深入研究DKK3 在不同信號通路中對宮頸癌的調(diào)控及其相互關系可能更有意義，這也為今后的研究提供了新的方向。