Wnt信號通路在慢性粒細胞白血病中的作用

魏 巍，李惠民，史明霞

(昆明醫科大學第一附屬醫院，昆明 650032)

慢性粒細胞白血病(CML)是一種發生在早期多能造血干細胞上的惡性骨髓增生性疾病，目前仍然無法徹底治愈。最近有研究指出，在CML發生、發展過程中，在生物進化上極為保守的Wnt信號被異常激活。本文結合文獻就Wnt信號通路與CML的關系作一綜述，以進一步探討CML更有效的治療方法。

1 Wnt信號通路的生物學特性

Wnt一詞是由非洲果蠅的分節極性基因wingless和小鼠的一個原癌基因int-1兩個詞合成派生而來。Wnt蛋白家族是一個富含半胱氨酸殘基的分泌信號糖蛋白大家族，廣泛表達于多種組織，進化上高度保守。迄今為止，至少發現了19個Wnt蛋白家族成員，他們通過自分泌或旁分泌得以激活，在胚胎發育過程中調節細胞的增殖、分化、遷移和死亡。

Wnt信號通路是一條在生物進化上極為保守的通路［1］，可以分為經典途徑和非經典途徑，即依賴β-catenin途徑和不依賴β-catenin途徑，主要在胚胎發育過程中參與細胞類型的分化、前體細胞的繁殖、體軸的發育、細胞的不對稱分裂等，起到平衡細胞的增殖、遷移和分化作用，成年以后主要維持機體內環境的穩定，維持機體各個器官、系統中干細胞及周圍環境的動態平衡。

在未受刺激的細胞中，沒有 Wnt信號［2］，胞質中的dishevelled(Dsh)蛋白無法將glycogen synthase kinase 3β(GSK-3β)磷酸化。當胞質內新合成的βcatenin與 adenomatous polyposis coli(APC)、GSK-3β、axin、casine kinase 1(CK1)、β-TrCP/Slimb等結合而被磷酸化后，繼而被β-TrCP識別并被其泛素化，以蛋白酶體的方式迅速降解，這樣細胞中游離的β-catenin就會保持在低水平而不會過多沉積。因細胞核內無Wnt信號的轉入，轉錄因子家族的T-cell transcription factor/lymphoid enhancer binding factor(TCF/LEF)通過募集Groucho和/或CtBP共同抑制DNA的轉錄。Wnt信號被激活后，Wnt蛋白與胞膜上蛇根堿受體家族的7次跨膜卷曲蛋白胞外區結合，在低密度脂蛋白受體相關蛋白的協同作用下，存在于細胞質中的Dsh蛋白被募集至胞膜下，Dsh能夠將GSK-3β磷酸化，致GSK-3β從axin上脫落，β-catenin不能被降解，大量游離的β-catenin在胞質中聚集，并進入細胞核內，它本身并不同DNA直接結合，它的羧基端具有轉錄活性和靶基因的結合位點，進入核內后能夠與TCF/LEF形成復合體，TCF/LEF的抑制作用被解除，由轉錄抑制劑轉變為轉錄激活劑，特異性的啟動激活下游靶基因(如c-myc、cyclinD1)的轉錄。

不依賴β-catenin的非經典Wnt信號途徑，即Wnt/Ca2+/nuclear factor of activated T cells(NFAT)途徑，同樣調控著細胞的生長，但起主要作用的仍是Wnt/β-catenin途徑。

2 Wnt信號與CML

大多數CML患者白血病細胞存在異常的染色體，由9、22號染色體相互易位形成，即Ph染色體，染色體易位使22號染色體上的BCR基因與9號染色體上的ABL基因融合，BCR-ABL融合基因編碼的蛋白具有酪氨酸激酶活性，可以影響細胞內的多條信號，這些信號的過度激活會引起細胞增殖失控、凋亡受阻［3］，機體內環境的穩態失衡，導致CML的發生、發展。因此，BCR-ABL融合基因是CML特異性的致病基因，也是引起疾病的起始因素。

在正常的造血系統中，造血干細胞處于最高的層次，具有自我復制、更新、產生所有成熟血細胞的能力［4］。目前研究顯示，CML中包含著分化原始的病變細胞，其所處的層次和造血干細胞相似。機體各個系統的的干細胞都受Wnt信號的調控，并且Wnt信號可能作為一種保護因子維持著干細胞自我更新的狀態，避免外界有害因素的刺激而致干細胞數量減少［5］。由于CML是造血干細胞上表達BCRABL融合基因引起的血液系統惡性疾病，因此CML的原始病變細胞和造血干細胞一樣受Wnt信號的調控，維持著自我更新，保證其數量的恒定。

在CML急變期中，β-catenin的激活伴隨著GSK-3β 的失活［6］。Sengupta 等［7］認為，CML 從慢性期進展到急變期的過程中，Wnt信號通路活性明顯上調。目前的研究還不能清楚地證明，CML患者檢測不出BCR-ABL融合基因是否意味著取得完全分子學緩解或痊愈［8］。一些患者經過伊馬替尼治療后，取得完全分子學緩解，但終止治療后，大部分患者在短期內復發，繼續治療又獲得完全的分子學緩解，并可能更進一步殺滅殘留的病變細胞，甚至檢測不出融合基因的表達，但并不能認為沒有白血病細胞克隆。

一系列證據表明，慢性期CML白血病細胞的出現是由于正常造血干細胞表達BCR-ABL融合基因［9］。將表達BCR-ABL融合基因的造血干細胞移植到小鼠體內，可以誘導出 CML，相比之下，表達BCR-ABL融合基因的造血祖細胞不能誘導出CML，表明慢性期CML白血病細胞起源于多能造血干細胞。在CML的原始病變細胞表面發現有原始造血干細胞表面標記的表達。上述內容表明，CML是一種干細胞疾病。

最初認為［10］，惡性腫瘤的分子學發病機理是起源于致癌基因的異常激活，如在CML中可檢測到t(9;22)產生BCR-ABL融合基因，從而引起疾病的發生和進展。CML是第一個由BCR-ABL融合基因在造血干細胞水平引起的惡性疾病。最近有研究表明［11］，CML患者體內存在Lin-CD－34表型特征的造血干細胞，通過染色體核型分析及BCR-ABL轉錄水平的定量分析發現，大約1/3的CD－34細胞是白血病細胞;體內實驗表明，在酪氨酸激酶抑制劑的作用下，表達CD－34的白血病細胞可以持續存活，亦說明CML中包含一部分腫瘤干細胞。最近提出的腫瘤干細胞理論認為［12］，腫瘤干細胞是腫瘤組織中所占比例很小的一群細胞，具有很強的致瘤能力;不進入細胞周期，停留在G0期;具有很強的DNA修復能力;高表達抗凋亡蛋白;胞膜表面高表達 ATP結合盒式(ATP-binding cassette)蛋白，能夠將藥物泵出細胞;并且認為，Wnt信號轉導途徑在維持腫瘤干細胞的數量及干細胞的特性方面發揮著重要作用。

Correa等［13］認為，加速期的 CML患者易對藥物治療產生耐受，主要與病變細胞過度表達ABCB1有關，ABCB1屬于 ATP-binding cassette家族，是一種多藥耐藥相關蛋白，存在于細胞膜表面的一種轉運蛋白，以能量依賴的方式把底物(藥物)排出細胞，限制細胞內的藥物濃度;疾病進展過程中，Wnt/β-catenin途徑異常活躍引起ABCB1的過表達。

已有研究證明，Wnt信號通路的異常調節在CML的發生、發展中起重要作用［14］。小鼠實驗表明［10］，在CML 模型中，β-catenin 缺失會使BCR-ABL融合基因陽性的病變細胞致病能力降低。一項研究［15］發現，伊馬替尼雖然對CML慢性期患者有效，但要取得完全分子學緩解是很困難的，原因是殘留的分化原始的病變細胞不僅仍然存在，而且不斷刺激骨髓產生病變細胞，伊馬替尼僅可以殺滅分化較成熟的病變細胞，而對分化原始的病變細胞無作用，Wnt信號通路中β-catenin對原始病變細胞的生存和自我更新是必需的。有報道［16］指出，在惡性腫瘤及腫瘤干細胞中起重要作用的sonic hedgehog信號，通過Wnt信號下游因子β-catenin來維持CML干/祖細胞的存活和增殖。有實驗［17］指出，一種Wnt信號通路抑制劑AV65，可以抑制CML細胞的增殖，降低CML細胞中β-catenin的表達，誘導其凋亡，而且AV65可以抑制原始的CML細胞β-catenin的過表達，和伊馬替尼聯合應用可更有效地抑制CML細胞的增殖。

3 Wnt信號與CML治療

CML的傳統治療藥物是白消安，自從羥基脲應用于臨床后，由于其毒性低且應用方便，目前已代替白消安成為治療CML的主要藥物，但其維持時間短，僅能使患者的臨床癥狀和異常體征得到控制，無法達到細胞遺傳學和分子生物學的完全緩解，對患者的生存期無明顯改善;干擾素作為一種天然的細胞因子，具有抑制細胞增殖、免疫調節、誘導分化及癌基因調控功能，成為初發CML有效的單一治療藥物，自靶向BCR-ABL融合基因的酪氨酸激酶抑制劑廣泛應用以來，很大一部分患者在分子生物學水平上得到緩解，但仍有一小部分白血病細胞出現耐藥，并引起疾病復發，且目前仍無證據說明該藥能治愈CML;造血干細胞移植是一種公認的可以治愈CML的方法，但移植物抗宿主病等移植相關危險因素引起的病死率和晚期復發率使這一方法在一定程度上受限。因此，需要進一步尋找更有效的治療方法。

有報道［18］指出，Wnt/β-catenin 信號通路控制著造血細胞的增殖、分化，Wnt信號的過度刺激引起造血干細胞的腫瘤性增殖，惡性血液腫瘤患者已經檢測到異常的Wnt信號及相關蛋白。因此，白血病的發生與Wnt信號途徑的激活有很大關系，CML急變期存在β-catenin的異常激活，Wnt信號途徑的調節異常在CML的發生、發展中起重要作用。因而，靶向Wnt信號通路可能是治療腫瘤的一個方法。有研究［19］認為，在 CML的小鼠模型中，發現BCR-ABL(+)分化原始的病變細胞上有腫瘤壞死因子受體家族成員CD27的表達，CD27異常表達激活Wnt信號，胞核內的β-catenin增加，致原始的病變細胞不斷增殖和分化，抑制CD27表達，會延緩疾病進展，延長患者的生存期;而且CML患者骨髓干/祖細胞上也有CD27的表達，CD27信號通過激活Wnt信號途徑促進BCR-ABL(+)人白血病細胞的生長。Gregory等［20］認為，在酪氨酸激酶抑制劑的作用下，Wnt/Ca2+/NFAT途徑維持著Ph(+)白血病細胞的存活，針對這條信號途徑抑制其活性，并聯合酪氨酸激酶抑制劑，可以進一步殺滅BCR-ABL(+)白血病細胞。

CML作為一種血液系統的惡性疾病，嚴重威脅著患者的生命，從干擾素到現在的酪氨酸激酶抑制劑，以及造血干細胞移植，雖然產生了明顯的療效，但都存在一些相應的問題，使疾病不能完全治愈。從Wnt信號通路入手，抑制其活性，并聯合應用酪氨酸激酶抑制劑可能控制疾病發生及進展［21］，根除耐藥及引起疾病復發的腫瘤干細胞，進而治愈CML。對Wnt信號途徑的研究仍在研究中，有望成為CML治療的方向。

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