WTX基因在腫瘤中的研究進(jìn)展

覃 創(chuàng) 綜述，陳嘉勇，梁道明 審校

（昆明醫(yī)學(xué)院第二附屬醫(yī)院急診科 650101）

Rivera等［1］于2007年在腎母細(xì)胞瘤（Wilms瘤）的研究中發(fā)現(xiàn)第一個(gè)定位于X染色體上直接作為腫瘤抑制因子的基因，并將其命名為WTX基因。由于其位置的特殊性，以及它廣泛存在于各種組織中，且在腫瘤的發(fā)生過(guò)程中起著重要的作用，因而對(duì)其結(jié)構(gòu)及其在腫瘤形成中的研究已成為國(guó)內(nèi)外學(xué)者的研究熱點(diǎn)。現(xiàn)就WTX在腫瘤中的研究進(jìn)展進(jìn)行綜述。

1 WTX的簡(jiǎn)介及作用機(jī)制

WTX基因包含2個(gè)外顯子和1個(gè)約7.5kb大小的mRNA轉(zhuǎn)錄區(qū)，該轉(zhuǎn)錄區(qū)編碼1135個(gè)氨基酸組成的蛋白質(zhì)。完整的WTX基因蛋白存在于細(xì)胞膜和細(xì)胞質(zhì)中，并擁有3個(gè)腺瘤樣結(jié)腸息肉病（adenomatous polyposis coli，APC）綁定區(qū)。這使它能夠與APC在細(xì)胞膜上發(fā)生相互作用。其中還發(fā)現(xiàn)完整的WTX基因蛋白擁有2個(gè)磷酸肌醇4，5二磷酸［（PtdIns（4，5）P2］綁定區(qū)，這一區(qū)域調(diào)節(jié)WTX基因蛋白在細(xì)胞膜中的定位，缺少該綁定區(qū)的亞結(jié)構(gòu)主要定位于核內(nèi)。核內(nèi)的WTX與β－catenin及其降解復(fù)合物形成一新的復(fù)合物，該復(fù)合物促進(jìn)β－catenin蛋白的降解和遍在蛋白化（ubiquitination），因此認(rèn)為是該亞結(jié)構(gòu)下調(diào)了 Wnt信號(hào)傳導(dǎo)通路［2－4］。一些學(xué)者認(rèn)為 WTX基因?qū)χ暗慕?jīng)典理論是一次意外的革命［5］。通常，惡性腫瘤的發(fā)生需等位基因經(jīng)2次以上基因突變的積累，但由于WTX基因定位于X染色體上，且人類所有的X染色體基因只帶有1個(gè)功能等位體。對(duì)于男性而言，X染色體1個(gè)單突變就會(huì)使抑癌基因沉默，導(dǎo)致腫瘤的發(fā)生；雖然女性有2個(gè)X染色體，但在正常發(fā)育過(guò)程中會(huì)有1個(gè)失活，而位于該X染色體某個(gè)基因則因?yàn)槿旧w失活而保持沉默，而如果WTX基因突變出現(xiàn)在女性X染色體上則可導(dǎo)致女性成為Wilms患者。從而認(rèn)為WTX基因在腫瘤的發(fā)生過(guò)程中是單次打擊事件（one－h(huán)it）［1］。目前國(guó)內(nèi)外已有諸多研究，但WTX的作用機(jī)制依舊不甚清楚。

2 WTX基因在腫瘤中的研究進(jìn)展

目前國(guó)內(nèi)外對(duì)WTX基因的研究主要集中在Wilms瘤中的研究，其他還包括在合并有顱骨硬化癥的條紋狀骨病（osteopatia striata with cranial sclerosis，OSCS）、白血病、消化道腫瘤和腎上腺皮質(zhì)瘤等方面的研究。

2.1 WTX基因在Wilms瘤中的研究 目前，已發(fā)現(xiàn)在Wilms瘤的形成過(guò)程中起重要作用的抑癌基因有:WT1基因、定位于X染色體上的WTX基因、β－粘連素分子（CTNNB1）和p53等。WTX基因是在 Wilms瘤上新近發(fā)現(xiàn)的基因，在HEK293胚腎細(xì)胞系和U2OS骨肉瘤細(xì)胞系中，轉(zhuǎn)染W(wǎng)TX會(huì)很強(qiáng)地抑制集落的形成，說(shuō)明 WTX具有抑癌基因作用［1］。WTX作為抑癌基因，在Wilms瘤中的突變率約占Wilms瘤總數(shù)的1／3［6］。WTX基因的突變可出現(xiàn)在7%～29%的 Wilms瘤中，其中2／3存在整個(gè) WTX基因片段的突變，剩下的1／3表現(xiàn)為縮短突變（包括插入、框移及無(wú)義突變）及錯(cuò)義突變。無(wú)義突變的作用目前還不清楚，因?yàn)樗嬖谟谕换颊叩恼＝M織中，而缺失和縮短突變?cè)谀[瘤中的作用通常都很特殊［6－9］。縮短突變會(huì)導(dǎo)致大部分或全部β－catenin綁定區(qū)的丟失，縮短的WTX基因亦會(huì)導(dǎo)致體外實(shí)驗(yàn)中β－catenin在核內(nèi)的增加［10］，這表明在體外實(shí)驗(yàn)中 WTX基因的突變有著相似的作用以及穩(wěn)定β－catenin蛋白的作用。在Wilms瘤的研究中還發(fā)現(xiàn)，WTX基因的突變會(huì)導(dǎo)致Wnt通路中靶基因表達(dá)的增加，這主要存在于胚基組織中，而不存在于以上皮為主的腫瘤中［9］。

Wilms瘤相關(guān)基因的突變包括2個(gè)抑癌基因WTX及p53，1個(gè)致癌基因CTNNB1與1個(gè)易變基因WT1（chameleon gene）［11］。p53其作為腫瘤抑癌基因的相關(guān)機(jī)制已非常明確，而WT1是在Wilms瘤中較早發(fā)現(xiàn)的基因。早期發(fā)現(xiàn)WT1在某些Wilms瘤中失活而把它看作抑癌基因，但后來(lái)的研究發(fā)現(xiàn)，它能促進(jìn)細(xì)胞的增生和繁殖，因而現(xiàn)在認(rèn)為它是一個(gè)異變基因［12－15］。CTNNB1編碼β－catenin蛋白，其作為細(xì)胞膜黏附復(fù)合物的一種成分，亦作為經(jīng)典Wnt信號(hào)通道中一種重要的效應(yīng)劑，使CTNNB1在Wilms瘤的發(fā)生、發(fā)展過(guò)程中起重要的作用［16－18］。

WTX基因在Wilms瘤中的突變最初被認(rèn)為與WT1基因突變之間不存在關(guān)系，即兩種基因在腎前體中具有統(tǒng)一瞬時(shí)和空間表達(dá)模式（即 WTX與 WT1互相排斥:有 WTX無(wú) WT1或有WT1無(wú)WTX）。然而，后來(lái)的研究表明WTX基因的突變是否合并 WTI突變?cè)诟怕噬鲜菐缀跸嗟鹊模?，9］。雖然有文獻(xiàn)報(bào)道 WTX基因能夠增強(qiáng)WT1基因功能［4，6］，但是現(xiàn)有的文獻(xiàn)并不支持WTX基因的突變與WT1基因的突變?cè)诠δ苌鲜侵貜?fù)的。相反，在Wilms瘤中，WTX基因的突變失活（如缺失和縮短或框移）與CTNNB1第3位外顯子的突變失活之間沒(méi)有相關(guān)關(guān)系［6，8］。有文獻(xiàn)介紹，在60例合并有CTNNB1第3位外顯子突變的Wilms瘤患者中，僅有2例合并有WTX基因的突變，遠(yuǎn)少于WTX基因在Wilms瘤中20%的突變率［1，6，8，19］。然而，雖然 WTX 與 CTNNB1突變之間可能有某些相同的功能，但是WT1與WTX突變之間缺乏聯(lián)系而WT1與CTNNB1之間卻有密切的聯(lián)系［6］。

2.2 WTX基因在合并有顱骨硬化癥的OSCS中的研究 目前認(rèn)為引起合并有顱骨硬化癥的OSCS的基因是WTX基因。研究發(fā)現(xiàn)，WTX基因的遺傳性突變?cè)诩易逍约吧贁?shù)散發(fā)性骨硬化不良OSCS患者都可以觀察到［20］。但有趣的是，合并有OSCS的患者卻并不會(huì)增加Wilms瘤或其他腫瘤的危險(xiǎn)性，這也使研究者們對(duì)WTX基因作為腫瘤抑癌基因產(chǎn)生懷疑。然而，最近報(bào)道Wilms瘤的前體細(xì)胞（nephrogenic rests）出現(xiàn)在1例攜帶有遺傳性WTX基因突變的男性Wilms瘤患者的腎臟中［21］，表明遺傳性突變?nèi)菀讓?dǎo)致 Wilms瘤的發(fā)生。因而由于WTX基因突變的OSCS病例的不足，或是由于很少有前體細(xì)胞轉(zhuǎn)化為腫瘤細(xì)胞，使合并有OSCS的Wilms瘤病例的不足，導(dǎo)致研究的局限性，使這一定論并沒(méi)有成立。

2.3 WTX基因在消化道腫瘤中的研究 一般而言，結(jié)直腸癌（colorectal cancer，CRCs）可以分為染色體不穩(wěn)定型（CIN）與微衛(wèi)星不穩(wěn)定型（micro satellite instability，MSI）2種。結(jié)直腸癌的這兩種基因類型都涉及β－catenin蛋白的降解，而β－catenin是Wnt信號(hào)通路正向調(diào)節(jié)重要的效應(yīng)物，其細(xì)胞質(zhì)內(nèi)降解的失調(diào)及核內(nèi)累積會(huì)激活一系列靶基因的轉(zhuǎn)錄而導(dǎo)致腫瘤的發(fā)生。其中，高分化微衛(wèi)星不穩(wěn)定型結(jié)直腸癌（MSI－H CRCs）常常涉及多種基因的突變，如:APC、AXIN2、CTNNB1等。由于WTX基因在β－catenin蛋白的降解中起重要作用，因而有文獻(xiàn)指出，WTX基因的突變亦可能在MSI－H CRCs中起重要作用，從而導(dǎo)致該腫瘤的發(fā)生。另外，Nam等［22］對(duì)141例其他腫瘤（胃癌、結(jié)腸癌、肝細(xì)胞癌各47例）研究發(fā)現(xiàn)僅在1例結(jié)腸癌（1／47，2.1%）中發(fā)現(xiàn) WTX突變，在胃癌及肝細(xì)胞癌中均未發(fā)現(xiàn)。

2.4 WTX基因在急性白血病中的研究 最近的研究結(jié)果表明WNT信號(hào)通路在白血病造血干細(xì)胞中也起著重要的作用。但該研究發(fā)現(xiàn)，WTX基因并沒(méi)有在急性白血病中出現(xiàn)突變，表明WTX基因可能在急性白血病的發(fā)展過(guò)程中并不起重要的作用。另外，Chung等［23］在對(duì)143例急性白血病的研究中亦未見(jiàn)WTX突變。由于該研究?jī)H研究了WTX基因的N端編碼序列，并發(fā)現(xiàn)該序列出現(xiàn)在所有突變的 WTX基因中，因而該結(jié)論是否成立還有待進(jìn)一步的研究。

2.5 WTX基因在腎上腺皮質(zhì)瘤（adrenocortical cancer，ACT）中的研究 由于 Wnt／β－catenin信號(hào)通路的激活常常出現(xiàn)在ACT中，但只在一小部分腫瘤的體細(xì)胞中出現(xiàn)β－catenin突變，表明可能有其他基因涉及該腫瘤的發(fā)生。而APC與WTX基因都參與Wnt／β－catenin信號(hào)通路的調(diào)節(jié)，因而有人認(rèn)為它們?cè)贏CT的形成過(guò)程中起著重要的作用。然而某課題研究了20例散發(fā)性ACT的患者，結(jié)果并沒(méi)有發(fā)現(xiàn)WTX基因的突變，因而該研究認(rèn)為WTX基因的突變?cè)谏l(fā)性ACT的形成過(guò)程中并不重要。

綜上所述，WTX基因雖然在 Wilms瘤中突變常見(jiàn)，但在其他腫瘤中并非常見(jiàn)事件，認(rèn)為可能與其表達(dá)缺失有關(guān)。目前國(guó)內(nèi)外對(duì)WTX基因的研究較多集中在腫瘤中的突變率，是否因存在CpG島甲基化而導(dǎo)致WTX表達(dá)降低或失活，以及WTX基因在各種腫瘤組織及細(xì)胞中的表達(dá)情況和對(duì)腫瘤細(xì)胞生長(zhǎng)、凋亡的影響均未見(jiàn)報(bào)道，這也有待于進(jìn)一步的研究。

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