馬亞博， 吳 霜, 馬 慧, 原筱潭, 侯海藍(lán)田, 徐金瑞, 楊 易

(寧夏大學(xué) 生命科學(xué)學(xué)院,寧夏 銀川 750021)

隨著人類(lèi)社會(huì)的發(fā)展和進(jìn)步,生存環(huán)境和生活壓力導(dǎo)致適齡人群不孕不育率逐年上升[1]．人類(lèi)的生殖健康問(wèn)題成為社會(huì)關(guān)注的熱點(diǎn)問(wèn)題.輔助生殖技術(shù)的發(fā)展,在一定程度上緩解不孕不育率,但依然還有許多理論和技術(shù)難題是未知的,特別是女性不孕機(jī)理亟待探索[2]．卵巢作為雌性哺乳動(dòng)物的生殖器官,承載著產(chǎn)生成熟卵子、繁衍子代的重要任務(wù)[3]．卵泡作為卵母細(xì)胞發(fā)生與發(fā)育的基本功能單位[4],負(fù)責(zé)雌性哺乳動(dòng)物順利完成生殖活動(dòng)．卵泡的數(shù)量在出生前后確定而在成年后不再更新,且隨著年齡的增長(zhǎng)卵泡的數(shù)量逐漸消耗殆盡．因此,卵泡的形成、激活、發(fā)育及成熟直接決定了雌性哺乳動(dòng)物的生殖資源和生育能力[5].而卵泡的異常激活和發(fā)育都會(huì)造成卵巢早衰、多卵巢囊腫綜合癥等女性生殖疾?。罅康难芯勘砻?Wnt信號(hào)在卵泡發(fā)育、黃體形成和類(lèi)固醇生成等方面發(fā)揮至關(guān)重要的作用．雖然近年來(lái)對(duì)Wnt信號(hào)在卵泡發(fā)育調(diào)控中作用的認(rèn)識(shí)有了很大的提高,但對(duì)于Wnt信號(hào)在成熟卵巢中的生理病理作用仍不清楚．近年來(lái),相關(guān)學(xué)者在卵泡形成、激活及發(fā)育方面進(jìn)行了廣泛的探索,但卵巢卵泡的研究仍然停留在各種激素以及部分信號(hào)通路,而關(guān)于卵泡形成和發(fā)育機(jī)制的研究較少[6].

1 Wnt信號(hào)

Wnts家族(Wingless-typeMMTV integration site families,Wnts)是一個(gè)廣泛的糖蛋白分子家族[7]．Wnts通過(guò)β-catenin依賴(lài)和β-catenin獨(dú)立通路調(diào)節(jié)細(xì)胞生長(zhǎng)和分化的重要過(guò)程,包括細(xì)胞增殖、細(xì)胞遷移、細(xì)胞命運(yùn)規(guī)范和細(xì)胞凋亡[8]．該信號(hào)通路異常激活或抑制都會(huì)造成異常生理狀態(tài)或疾病的發(fā)生[9]．

目前,對(duì)于經(jīng)典Wnt/β-catenin信號(hào)通路的研究較清楚,該通路的許多成分在卵泡發(fā)育中有所表達(dá)．非經(jīng)典Wnt信號(hào)通路是獨(dú)立于β-catenin的信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)途徑,其激活的信號(hào)通路比經(jīng)典通路更復(fù)雜,且種類(lèi)眾多[10]．關(guān)于非經(jīng)典Wnt 信號(hào)通路的研究不多,其具體途徑和作用機(jī)制尚不清楚．

2 Wnt信號(hào)通路與卵泡發(fā)育

卵巢是一個(gè)多室器官,卵泡在其中生長(zhǎng),培育成熟的可受精的卵母細(xì)胞,并在排卵時(shí)釋放它們[11]．卵巢也是一種內(nèi)分泌組織,分泌類(lèi)固醇激素,如雌二醇和孕酮,用于準(zhǔn)備著床和懷孕所需的生殖道．為了使這些功能發(fā)生,必須發(fā)生一系列高度協(xié)調(diào)的支持卵泡發(fā)育的事件．從腔前到腔內(nèi)和排卵階段,卵巢卵泡的生長(zhǎng)和發(fā)育過(guò)程涉及多個(gè)因素,包括多種激素、卵巢內(nèi)生長(zhǎng)調(diào)節(jié)因子和類(lèi)固醇等．除這些因素外,Wnt信號(hào)通路在顆粒細(xì)胞中表達(dá),它們由促性腺激素調(diào)節(jié),并在卵泡發(fā)育、排卵和黃體形成過(guò)程中發(fā)揮作用．

受Wnt蛋白家族調(diào)控的各種生理過(guò)程顯示,卵巢中Wnt信號(hào)成分的存在和活性并非出乎意料[11]．研究表明,許多Wnt家族成員調(diào)控整個(gè)卵泡發(fā)育的表達(dá),在卵泡形成、生長(zhǎng)和排卵過(guò)程中存在潛在作用．目前,對(duì)于Wnt2,Wnt4配體在卵泡中的表達(dá)研究較清楚．

Vainio等首次揭示W(wǎng)nt4在卵巢中的表達(dá)[12],實(shí)驗(yàn)證實(shí),在出生前敲除Wnt4基因可使小鼠喪失大部分卵子[13]．進(jìn)一步的研究證明,β-catenin介導(dǎo)Wnt4的發(fā)生,Wnt4調(diào)節(jié)腔內(nèi)卵泡成熟和類(lèi)固醇生成．與Wnt配體相似,Fzd受體在卵泡成熟、排卵和黃體發(fā)育的特定階段都有所表達(dá),在顆粒細(xì)胞中已經(jīng)檢測(cè)到許多Fzd受體,但與Fzd受體在成年卵泡發(fā)育中的生理相關(guān)性知之甚少．Hsieh等發(fā)現(xiàn),Wnt4在小鼠和大鼠卵泡發(fā)育各個(gè)階段的顆粒細(xì)胞中表達(dá)[14],但體外受精前從卵母細(xì)胞獲得的人卵丘顆粒細(xì)胞中并未檢測(cè)到Wnt4[15]．在成年嚙齒動(dòng)物顆粒細(xì)胞中,Wnt4在人絨毛膜促性腺激素(HCG)刺激下升高,在黃體中保持升高[14]．使用孕馬血清促性腺素對(duì)母豬進(jìn)行發(fā)情同步,與對(duì)照組相比,黃體組織中Wnt4的表達(dá)增加[16]．Boyer等發(fā)現(xiàn),小鼠顆粒細(xì)胞中Wnt4的靶向缺失導(dǎo)致卵巢較小[17],竇狀卵泡在42 d時(shí)發(fā)育不全．這些結(jié)果表明,Wnt4是控制卵巢生長(zhǎng)和成熟的重要信號(hào)[8,18]．

研究顯示,Wnt2作為Wnts家族的重要成員,在未成熟大鼠卵泡發(fā)育各個(gè)階段的顆粒細(xì)胞中均有表達(dá)[19],提示W(wǎng)nt2對(duì)卵巢卵泡發(fā)育有積極的調(diào)控作用[20]．Wang等揭示,Wnt2在小鼠卵丘和壁顆粒細(xì)胞以及大的、健康的竇前和腔內(nèi)卵泡中具有最大的免疫反應(yīng)[21]．免疫組化顯示,在小鼠卵泡發(fā)育的整個(gè)過(guò)程中,Wnt2在卵巢壁顆粒細(xì)胞和卵丘細(xì)胞中均有表達(dá),在人卵丘細(xì)胞上也有該因子的表達(dá)．Wnt2通過(guò)其受體FZD9信號(hào)調(diào)節(jié)人卵丘細(xì)胞中的β-catenin途徑,β-連環(huán)素進(jìn)入細(xì)胞膜并促進(jìn)其形成黏附連接以調(diào)控人卵泡的發(fā)育[21]．

3 Wnt信號(hào)通路在卵巢疾病中的研究

3.1 卵巢早衰

卵巢早衰(premature ovarian failure,POF)是指女性在40歲之前出現(xiàn)卵巢功能衰竭的現(xiàn)象[22].卵巢早衰是造成女性生育能力下降甚至喪失的重要原因之一． 影響卵巢早衰的病因復(fù)雜,涉及方面廣泛,其中包括卵泡功能失調(diào)、卵泡閉鎖或耗竭過(guò)快等．

卵巢主要功能之一是類(lèi)固醇激素的生成,而卵巢類(lèi)固醇激素的形成受Wnt信號(hào)通路的嚴(yán)格調(diào)控.研究表明,可通過(guò)對(duì)卵巢類(lèi)固醇生成分子的機(jī)制研究揭示女性生殖疾病,如卵巢早衰和卵巢癌的發(fā)病機(jī)制．Wnt/β-catenin途徑可能是通過(guò)促性腺激素(GTH)信號(hào)來(lái)調(diào)節(jié)類(lèi)固醇的生成．研究表明,Wnt4信號(hào)不僅在胚胎發(fā)育過(guò)程中,而且在出生和成年后均控制著卵巢功能．Wnt4介導(dǎo)的卵泡成熟調(diào)控涉及抗苗勒氏管激素(Anti-Mullerianh hormone,Amh)．Wnt4協(xié)調(diào)顆粒細(xì)胞極性和卵泡內(nèi)生物分子(biological molecular,BM)組分的積累,且在卵巢體細(xì)胞中Wnt4信號(hào)受損導(dǎo)致POF[23]．Shan等通過(guò)敲除小鼠Wnt4基因[18],并使用新型Wnt4 (mCherry) 敲入小鼠,在2個(gè)模型中,卵巢卵泡發(fā)生損傷,女性生育能力嚴(yán)重下降,Wnt4缺乏最終導(dǎo)致卵巢早衰．由此可知,Wnt4基因在卵泡發(fā)育階段至關(guān)重要,是促進(jìn)卵巢早衰發(fā)生、發(fā)展的關(guān)鍵因子[18]．

3.2 卵巢癌

卵巢癌(ovariary cancer,OC)是指發(fā)生在卵巢的惡性腫瘤性疾病,且組織學(xué)類(lèi)型多樣,主要指上皮來(lái)源,具有病情發(fā)展迅速、病死率高的特點(diǎn)．目前,對(duì)于卵巢癌的治療主要依靠手術(shù)和化療技術(shù),但治療效果并不顯著,臨床上也未發(fā)現(xiàn)完全有效的抗癌藥物．因此,尋找新的治療方法和藥物靶點(diǎn)一直是研究卵巢癌的熱點(diǎn)．

Wnt/β-catenin信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)通路是目前公認(rèn)的腫瘤發(fā)生的重要途徑之一,該通路的異常激活會(huì)促進(jìn)細(xì)胞增殖和癌變．β-catenin通過(guò)調(diào)控細(xì)胞增殖和凋亡基因影響卵巢癌的發(fā)生和發(fā)展[24]．李委佳等的研究顯示,抑制基因N-myc下游調(diào)節(jié)基因4(N-myc downstream regulated gene 4,NDRG4),可抑制卵巢癌細(xì)胞的遷移和侵襲[25],作用機(jī)制與抑制Wnt/β-catenin細(xì)胞信號(hào)通路的活性有關(guān)．龔建明等發(fā)現(xiàn),從紅花中分離得到的羥基紅花黃色素A(hydroxysafflor yellow A,HSYA)能夠促進(jìn)腫瘤抑制因子menin表達(dá)[26],導(dǎo)致β-catenin降解,使其在細(xì)胞核中的積累量減少,從而抑制Wnt/β-catenin信號(hào)通路的活性,使下游癌基因表達(dá)減少,進(jìn)而抑制卵巢癌細(xì)胞的增殖,誘導(dǎo)癌細(xì)胞凋亡．馮珊珊等的研究證明[27],沉默賴(lài)氨酰氧化酶樣蛋白2(lysyl oxidase-like2,LOXL2) 通過(guò)抑制Wnt/β-catenin信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)通路的活性進(jìn)而抑制癌細(xì)胞的增殖,最終誘導(dǎo)癌細(xì)胞的凋亡,說(shuō)明LOXL2可能成為治療卵巢癌的潛在靶點(diǎn)．對(duì)Wnt/β-catenin信號(hào)通路中關(guān)鍵因子進(jìn)行的研究結(jié)果顯示,這些調(diào)控因子有望成為治療卵巢癌的藥物靶點(diǎn)．

研究顯示,Wnt,Notch信號(hào)通路在胚胎發(fā)育和腫瘤發(fā)生方面存在相互作用[28].Bocchicchio等發(fā)現(xiàn)[29],Notch,β-catenin信號(hào)共同參與卵巢癌細(xì)胞的功能,抑制卵巢癌細(xì)胞的增殖和遷移,且少部分可在沒(méi)有Wnt信號(hào)的情況下上調(diào)Notch-Jagged1配體實(shí)現(xiàn)．Wnt ,Notch信號(hào)通路在卵巢癌細(xì)胞功能中的相互作用,為日后臨床上治療卵巢癌疾病提供了參考．

近年來(lái),關(guān)于卵巢疾病發(fā)生發(fā)展的相關(guān)機(jī)制研究越來(lái)越多,并且獲得了一定的理論依據(jù)．在卵巢疾病的治療方面,激素已經(jīng)取代了最早的治療方法,但在臨床治療中仍未取得根本性的有效成果,卵巢癌和卵巢早衰等疾病也未發(fā)現(xiàn)絕對(duì)有效的治療手段.如何利用Wnt信號(hào)通路調(diào)控機(jī)制預(yù)防和治療卵巢疾病是未來(lái)主要的研究方向．

4 Wnt信號(hào)與其他卵泡細(xì)胞

4.1 Wnt信號(hào)通路與原始卵泡的形成

原始卵泡的形成作為卵泡發(fā)育的第一個(gè)階段,其正常形成和激活決定雌性哺乳動(dòng)物終身的生育能力.出生前后形成的原始卵泡庫(kù)容量即為雌性哺乳動(dòng)物終生可利用的生育資源．

牛萬(wàn)寶等的研究表明,JNK,Wnt4在卵母細(xì)胞中均表達(dá),JNK信號(hào)通路和Wnt4相互作用,共同調(diào)控合胞體的破裂和原始卵泡的形成[30]．GSK-3β通過(guò)嚴(yán)格的胞內(nèi)底物活性調(diào)控,在不同組織中控制細(xì)胞命運(yùn),其活性受到多個(gè)細(xì)胞生長(zhǎng)信號(hào)通路的調(diào)控．盡管GSK-3β在胞內(nèi)維持著持續(xù)激活的狀態(tài),但仍然能被短暫的鈣濃度升高所激活.GSK-3β活性也可被一些信號(hào)通路抑制,如Wnt,P13K/Akt通路等.抑制GSK-3β對(duì)小鼠胚胎期卵巢合胞體破裂及原始卵泡形成沒(méi)有顯著影響[31]．Bothun等發(fā)現(xiàn)[32],Wnt信號(hào)從妊娠早期到中期在成人卵巢中持續(xù)表達(dá),并保留在成人卵巢中,但經(jīng)典Wnt信號(hào)僅在原始卵泡卵母細(xì)胞中存在．

雖然對(duì)原始卵泡形成的作用機(jī)制及調(diào)控因子知之甚少,但其在卵泡發(fā)育和決定雌性哺乳動(dòng)物生殖力等方面的重要性不可否認(rèn),研究原始卵泡形成的作用機(jī)制和關(guān)鍵因子可能是解決女性生殖障礙的關(guān)鍵．

4.2 Wnt信號(hào)與顆粒細(xì)胞

顆粒細(xì)胞(granule cells,GC)被稱(chēng)為守護(hù)卵子的“羽林軍”,是組成卵泡的重要細(xì)胞之一,對(duì)卵泡的發(fā)育和成熟起到保護(hù)作用．

趙妙妙等發(fā)現(xiàn)[33],綿羊卵泡顆粒細(xì)胞的發(fā)育成熟受Wnt信號(hào)通路與FSH共同調(diào)節(jié)．楊有福的研究顯示,在豬卵巢卵泡發(fā)育過(guò)程中[34],顆粒細(xì)胞和卵巢卵泡的發(fā)育活動(dòng)與褪黑素、PI3K通路和Wnt/β-catenin通路密切相關(guān)．有報(bào)道m(xù)icroRNA-10家族在卵泡形成過(guò)程中干擾顆粒細(xì)胞的正常發(fā)育[35].Tu等的研究進(jìn)一步證明,miR-10a通過(guò)協(xié)同調(diào)節(jié)PTEN,Akt和Wnt途徑促進(jìn)顆粒細(xì)胞瘤(granulosa cell tumor,GCT)的發(fā)生與發(fā)展[35]．張深的研究證明[36],過(guò)表達(dá)gga-miR458b-5p擬合物會(huì)抑制雞卵泡顆粒細(xì)胞內(nèi)β-catenin蛋白的合成以及細(xì)胞增殖,進(jìn)而影響Wnt/β-catenin信號(hào)通路中一些相關(guān)基因的表達(dá)．薛麗娜等發(fā)現(xiàn)[20],Wnt2蛋白在綿羊卵泡內(nèi)膜細(xì)胞、顆粒細(xì)胞以及卵丘細(xì)胞內(nèi)均有表達(dá),Wnt2是通過(guò)經(jīng)典Wnt信號(hào)通路促進(jìn)綿羊卵泡顆粒細(xì)胞的生物學(xué)功能．

5 Wnt5a與惡性腫瘤

Wnt信號(hào)通路在腫瘤的發(fā)育、動(dòng)態(tài)平衡和疾病中起著重要作用,Wnt信號(hào)異常在多種癌癥類(lèi)型中普遍存在[37]．隨著對(duì)惡性腫瘤的深入研究,Wnt5a也受到廣泛的關(guān)注． Wnt5a是一種激活非經(jīng)典Wnt信號(hào)通路分支的配體,可作為腫瘤抑制因子促進(jìn)癌細(xì)胞的侵襲和遷移,其異常表達(dá)或抑制都會(huì)產(chǎn)生許多不良后果．除了子宮內(nèi)膜癌、乳腺癌和宮頸癌外,Wnt5a還參與許多其他腫瘤和疾病的表達(dá),但其分子作用機(jī)制尚未完全闡明．

子宮內(nèi)膜癌(endometrial carcinomas,EC)是婦科常見(jiàn)的惡性腫瘤.與正常組織相比,子宮內(nèi)膜癌中Wnt5a顯示低表達(dá)[38]．經(jīng)典Wnt/β-catenin信號(hào)通路在腫瘤發(fā)生中起著重要的調(diào)控作用,而非經(jīng)典Wnt5a-ROR1信號(hào)是Wnt信號(hào)通路的重要調(diào)控因子,ROR1通過(guò)上調(diào)Wnt5a和刺激Wnt/β-catenin信號(hào)通路作用于EC細(xì)胞[39]．乳腺癌是乳腺上皮細(xì)胞在多種致癌因子的作用下,發(fā)生增殖失控的現(xiàn)象．研究表明,Wnt5a是乳腺癌的一種抑制因子,其表達(dá)的缺失會(huì)造成許多不良后果.但也有研究表明,Wnt5a具有致癌性,Wnt5a在乳腺癌中的作用仍然存在一些爭(zhēng)議．Zeng等的研究證明[40],Wnt5a的作用取決于關(guān)鍵受體的可用性和不同細(xì)胞類(lèi)型之間的相互作用,其在乳腺癌中表達(dá)也可能取決于這些因素．季曉輝的研究表明,乳腺癌組織中Wnt5a低表達(dá)、 β-catenin高表達(dá)[41],乳腺癌的淋巴結(jié)轉(zhuǎn)移和臨床分期受Wnt5a,β-catenin的共同調(diào)節(jié),這為診斷和治療乳腺癌提供了潛在靶點(diǎn)．宮頸癌也是常見(jiàn)的婦科惡性腫瘤,已有研究報(bào)道,經(jīng)典Wnt信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)通路與宮頸癌的發(fā)生與發(fā)展密切相關(guān),但對(duì)于非經(jīng)典Wnt信號(hào)通路在宮頸癌中的作用機(jī)制仍不完全清楚．Lin等的研究證明,Wnt5a在宮頸癌組織中高表達(dá)[42],宮頸癌的轉(zhuǎn)移和臨床預(yù)后與Wnt5a密切相關(guān)．平靜等的研究表明[43],Wnt5a可能參與宮頸鱗狀細(xì)胞癌的侵潤(rùn)、轉(zhuǎn)移等過(guò)程．文麗芳等的研究表明,5-氟尿嘧啶通過(guò)Wnt/β-catenin信號(hào)通路促進(jìn)HPV陽(yáng)性宮頸癌細(xì)胞凋亡[44]．盧柳媚等發(fā)現(xiàn),miR-137通過(guò)靶向Wnt5a抑制宮頸癌細(xì)胞的增殖、遷移和侵襲[45]．因此,Wnt5a,Wnt信號(hào)通路有望成為治療女性生殖疾病的關(guān)鍵因子和潛在靶點(diǎn)．

6 結(jié)語(yǔ)

Wnt信號(hào)通路在生殖系統(tǒng)中的功能復(fù)雜,在調(diào)節(jié)卵泡的正常生長(zhǎng)、成熟、排卵和黃體形成過(guò)程中都起重要作用．Wnt信號(hào)通路不僅在人體卵泡發(fā)育中具有一定的調(diào)控作用,還在其他哺乳動(dòng)物卵泡細(xì)胞中起重要作用．