類風濕關節炎與Wnt信號通路抑制因子的關系

陶　蓓 綜述，何成松 審校

(西南醫科大學附屬醫院風濕免疫科，四川瀘州 646000)

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·綜述·

類風濕關節炎與Wnt信號通路抑制因子的關系

陶蓓 綜述，何成松 審校

(西南醫科大學附屬醫院風濕免疫科，四川瀘州 646000)

關節炎,類風濕；Wnt信號通路；Wnt信號通路抑制因子；成纖維樣滑膜細胞

類風濕關節炎(rheumatoid arthritis，RA)作為一種慢性、多系統性、侵襲性、進行性自身免疫性疾病，病程長，難治愈，嚴重威脅人類健康，影響生活質量，甚至減少患者預期壽命。目前臨床上常用治療RA的藥物包括非甾體類抗炎藥、糖皮質激素和傳統改善病情抗風濕藥(diseose-modifying anti-rhumatic drugs,DMARDs)、生物制劑等，但這些藥物的應用均存在各種問題，如不能迅速控制患者病情進展、藥物近遠期毒副作用大或療效不確切、價格昂貴等[1-2]。最近的一些研究發現，RA相關信號通路在RA的發病中發揮重要作用，特別是Wnt信號通路可能發揮關鍵作用。因此，該通道的研究已成為最近的一個熱點[3-5]。本文主要總結近年來Wnt信號通路抑制因子在RA發病機制中所起作用的相關研究，并簡要分析該信號通路抑制因子相關藥物的應用前景。

1　RA與Wnt信號通路

信號通路是指能將細胞外的分子信號經細胞膜傳入細胞內發揮效應的一系列酶促反應通路。RA的主要病理改變為滑膜的炎癥與增生，表現為新生血管形成及關節軟骨、骨的侵蝕和破壞。其中成纖維樣滑膜細胞(fibroblast 1ike synoviocytes，FLSs)是滑膜內膜中的重要組成部分，其異常分泌各種細胞因子及趨化因子如IL-6、IL-8、IL-15等,基質金屬蛋白酶(matrix metalloproteinases，MMPs)如MMP-3等，促進免疫細胞對關節滑膜的侵襲，加速關節滑膜的炎性滲出等，最終導致RA的各種病理改變[6-7]。隨著對RA發病機制研究的不斷深入，越來越多的證據表明信號通路的傳導異常參與了類風濕關節炎的發病過程，且目前主要集中在對Wnt信號通路的異常改變[7-8]。

Wnt信號通路由Wnt基因調控，一般分為依賴β-連環蛋白(β-caternin)的經典Wnt信號傳導通路(β-catenin-dependent canonical Wnt signaling pathways)及不依賴β-連環蛋白的Wnt信號傳導通路(β-catenin-independent non-canonical Wnt signaling pathways)，Wnt信號通路參與細胞的增殖、分化，以及機體的生長發育、腫瘤的發生等生物學過程。最近的研究發現Wnt信號通路與RA的發病密切相關[7]，有研究發現，在RA患者的纖維樣滑膜細胞(FLS)中存在高水平的β-catenin，而這個過程是通過經典Wnt信號通路實現的，于此同時高水平的β-catenin也通過該途徑維持著FLS的穩定激活狀態[9]；還有研究者發現，在RA患者骨關節微環境中有Wnt信號通路基因及DKK-1的表達上調，且此過程通過經典Wnt信號通路途徑實現[10]；Miao等[4]報道則證明，miR-663的異常增加，抑制了經典Wnt信號通路中腺瘤性結腸息肉病(adenomatous polyposis coli，APC)蛋白的表達，從而導致RA患者FLS中β-catenin的聚集，進而導致經典Wnt信號通路的異常激活，這一過程可能與RA發病有關[4]。此外，許多基礎與臨床的相關研究均發現Wnt信號通路的異常與RA發病有一定關系，并發現了一些具有潛在治療價值的調控靶點[3,5,11-12]。

Wnt信號通路能夠維持正常的生物學功能離不開各種信號因子的動態調節，Wnt信號通路的異常與相應調節因子的異常表達有關。在Wnt信號通路異常相關的RA中，Wnt信號通路相關抑制因子的異常表達造成信號通路傳導異常，繼而產生了一系列病理結果[7]。因此，在RA中，以Wnt信號通路抑制因子為靶點的治療具有重要的潛在臨床應用價值。

2　RA與Wnt信號通路抑制因子及其臨床應用前景

2.1DKK-1DKK家族是由富含半胱氨酸的分泌型蛋白構成，最少有4種構型，而其中最重要也是研究最多的是DKK-1。在RA發病機制中，DKK-1通過與Wnt蛋白家族綁定受體低密度脂蛋白受體相關蛋白 5/6(low density lipoprotein receptor related proteins 5/6，LRP5/6)和細胞表面受體 Kremen1/2結合形成復合物，來實現對經典Wnt 信號通路的抑制,最終導致滑膜的炎性反應、骨的侵蝕、骨量減少。與此同時，Rossini等[12]和Wang等[13]也發現在RA患者血清中DKK-1水平與RA疾病活動度呈正相關性，進一步證明了DKK-1在RA病理生理中可能發揮重要作用。根據DKK-1導致骨破壞的機制，已有試驗證明，DKK-1抗體通過調節Wnt信號通路實現了RA患者關節環境的穩定，保護了關節，減輕了損害。最近，利用DKK-1參與調節成骨細胞與破骨細胞骨微環境而誘發骨病變的特點，DKK-1抗體如BHQ-880、DKN01能有效抑制骨腫瘤患者中的骨破壞，相關藥物已進入1-2期臨床試驗[14]。另有研究者在RA小鼠模型中，通過導入DKK-1抗原決定簇基因疫苗，使RA小鼠產生DKK-1抗體，降低RA小鼠DKK-1水平，有效地減輕了RA小鼠關節中的骨破壞[3]。因此，靶向DKK-1的相關藥物在RA治療中具有廣闊的應用前景。

2.2硬骨素硬骨素同DDK-1一樣，通過與細胞外的LRP5/6結合，阻止LRP、Wnt及卷曲蛋白受體(frizzled，Fz)形成Wnt/LRP/FZD復合物，從而達到Wnt信號通路的抑制作用，最后產生骨的破壞，這一過程主要針對成骨細胞。在SOST轉基因(硬骨素為SOST基因的表達產物，可以降低成骨細胞活性)小鼠的成骨細胞中高表達人類破骨素，觀察破骨素對于骨質的影響，發現破骨素可擾亂正常的骨構架，使骨皮層變薄，骨小梁及板層骨的形成大量減少，并且使軟骨發育異常。靶向硬骨素的藥物已經在骨關節疾病中進行廣泛研究。Romosozumab作為抗硬骨素的抗體藥物，主要通過減少骨的重吸收，促進骨的形成和骨密度的增加，在一個短期的Ⅱ期試驗已經證明了其在骨質疏松方面的有效性[15]。在RA的臨床應用研究中，硬骨素也頗受關注:(1)Massimo等[16]認為硬骨素抗體能夠阻止并恢復部分RA導致的全身骨量減少，并對四肢骨有一定保護作用，但對關節作用不明顯；(2)而Chen等[17]認為，在RA中，雖然硬骨素抗體不能減輕關節水腫，對關節滑膜作用也不明顯，但對關節軟骨有一定的保護作用。

2.3分泌型卷曲相關蛋白(secreted frizzled-related protein，SFRP)SFRP是一類可溶性蛋白，作為Wnt信號通路阻滯劑的最大家族，SFRP主要有SFRP1～5 5種亞型，且與細胞表面Wnt受體Fz蛋白在結構上相似，可競爭性結合Wnt蛋白，從而達到Wnt信號阻滯的作用。除此之外，SFRP對Wnt通路的調節作用還可以通過以下途徑:(1)SFRP可以與Fz蛋白受體結合，形成無功能的復合體，阻止Wnt信號通路激活；(2)SFRP之間可以相互結合并作用，調節 Wnt信號通路；(3)SFRP也可以通過直接連接Wnt蛋白和Fz蛋白，兩者相互作用，從而促進 Wnt信號通路激活。正常情況下，Wnt信號激活與抑制的動態平衡使機體細胞維持正常生理機能。而SFRP家族對Wnt信號調控機制十分復雜，SFRP即使在同一生理過程亦可能產生完全相反的結果，對細胞相反的刺激作用也可能造成相同的病理反應。早在十多年前就有研究發現，SFRP與滑膜炎密切相關，且其在RA發病機制中的角色不同：SFRP1～5型基因均表達于RA和骨關節炎患者的滑膜細胞中，其中SFRP1和SFRP4基因主要表達在FLS的富群，SFRP3主要表達在巨噬細胞富群。隨后的報道指出，從RA患者滑膜液中檢出的SFRP1，可以促進Th17細胞分化，增多的Th17細胞則通過經典Wnt信號通路參與自身免疫反應和炎癥性疾病；而SFRP4能抑制Wnt信號通路從而阻止滑膜異常增生；SFRP5則可能通過下調c-Jun氨基末端激酶(JNK)通路抑制RA-FLS的炎性反應[18]。綜上所述，SFRPs與RA的發病有關，但機制尚不清楚，還停留在基礎研究階段，相關的干預措施還未見大規模報道。

2.4其他Wnt信號通路抑制因子除了上述各種因子外，Wnt信號通路抑制因子還包括WIF-1、Cerberus、Wise、IGFBP-4，以及一些跨膜的抑制因子等[19]。但這些因子在RA中的研究還鮮有報道，距離臨床應用還有相當長的距離。

3　目前需要解決的問題

Wnt信號通路的異常在RA發病機制中起到重要的作用，Wnt信號通路的異常往往又與各種抑制因子的異常表達密切相關。而通過對Wnt信號通路抑制因子進行干預和調節，為治療RA提供了新的思路和方法[12,20]。然而，信號通路的調節是一個復雜的動態平衡，同一個調節因子發揮著不同甚至相反的生物化學作用，不同的調節因子可能發揮相似的生物化學作用，并且各種生化作用之間又相互存在著許多復雜的聯系，目前仍然有許多機制尚未完全了解。由于Wnt信號通路的復雜性，靶標藥物的潛在效應存在不明確性，使人們對于其藥物相關研究仍然處于比較初級的階段[21]。盡管有部分研究新藥已經進入臨床實驗階段，但面對更高療效新型藥物的要求，仍然有許多的困難需要克服，有關信號通路新型藥物的研制及其在臨床治療中的有效性、高效性、安全性等問題仍然需要進一步的實驗及臨床研究來證明。

4　小　　結

Wnt信號通路的異常可促進免疫細胞對關節滑膜的侵襲，增強關節炎性反應等效應，最終導致關節軟骨、骨的侵蝕和破壞等病理改變，而Wnt信號通路抑制因子在其中發揮了重要作用，如DKK-1、硬骨素、SFRP等，通過各種機制影響Wnt信號通路的動態平衡，改變成骨細胞、破骨細胞及關節滑膜細胞的正常生理活動，導致關節軟骨和骨發生一系列病理生理改變，導致RA的發生。對Wnt信號通路抑制因子的干預與調節進而提高RA的療效已經引起研究人員的重視，本文通過對Wnt信號通路及其抑制因子的研究，為治療RA開發出具有臨床應用前景的相關藥物提供了更多的科學理論依據。

[1]Smolen JS,Aletaha D.Rheumatoid arthritis therapy reappraisal:strategies,opportunities and challenges[J].Nat Rev Rheumatol,2015,11(5):276-289.

[2]Colmegna I,Ohata BR,Menard HA.Current understanding of rheumatoid arthritis therapy[J].Clin Pharmacol Ther,2012,91(4):607-620.

[3]Zhang X,Liu S,Li S,et al.Designation of a novel DKK1 multiepitope DNA vaccine and inhibition of bone loss in Collagen-Induced arthritic mice[J].Biomed Res Int,2015,2015:765490.

[4]Miao CG,Shi WJ,Xiong YY,et al.MicroRNA-663 activates the canonical Wnt signaling through the adenomatous polyposis coli suppression[J].Immunol Lett,2015,166(1):45-54.

[5]Ye H,Zhang J,Wang J,et al.CD4 T-cell transcriptome analysis reveals aberrant regulation of STAT3 and Wnt signaling pathways in rheumatoid arthritis:evidence from a case-control study[J].Arthritis Res,2015,22(17):76.

[6]Emery P.Rheumatoid arthritis in 2014:Exciting times for RA research[J].Nat Rev Rheumatol,2015,11(2):69-70.

[7]Miao CG,Yang YY,He X,et al.Wnt signaling pathway in rheumatoid arthritis,with special emphasis on the different roles in synovial inflammation and bone remodeling[J].Cell Signal,2013,25(10):2069-2078.

[8]Turner JD,Filer A.The role of the synovial fibroblast in rheumatoid arthritis pathogenesis[J].Curr Opin Rheumatol,2015,27(2):175-182.

[9]Xiao CY,Pan YF,Guo XH,et al.Expression of β-catenin in rheumatoid arthritis fibroblast-like synoviocytes[J].Scand J Rheumatol,2011,40(1):26-33.

[10]Caetano-Lopes J,Rodrigues A,Lopes A,et al.Rheumatoid arthritis bone fragility is associated with upregulation of IL17 and DKK1 gene expression[J].Clin Rev Allergy Immunol,2014,47(1):38-45.

[11]Miao CG,Yang YY,He X,et al.MicroRNA-152 modulates the canonical Wnt pathway activation by targeting DNA methyltransferase 1 in arthritic rat model[J].Biochimie,2014,106:149-156.

[12]Rossini M,Viapiana O,Adami S,et al.In patients with rheumatoid arthritis,Dickkopf-1 serum levels are correlated with parathyroid hormone,bone erosions and bone mineral density[J].Clin Exp Rheumatol,2015,33(1):77-83.

[13]Wang SY,Liu YY,Ye H,et al.Circulating dickkopf-1 is correlated with bone erosion and inflammation in rheumatoid arthritis[J].J Rheumatol,2011,38(5):821-827.

[14]Rachner TD,G?bel A,Benad-Mehner P,et al.Dickkopf-1 as a mediator and novel target in malignant bone disease[J].Cancer Lett,2014,346(2):172-177.

[15]Mcclung MR,Grauer A,Boonen S,et al.Romosozumab in postmenopausal women with low bone mineral density[J].N Engl J Med,2014,370(5):412-420.[16]Marenzana M,Vugler A,Moore A,et al.Effect of sclerostin-neutralising antibody on periarticular and systemic bone in a murine model of rheumatoid arthritis:a microCT study[J].Arthritis Res Ther,2013,15(5):R125.

[17]Chen XX,Baum W,Dwyer D,et al.Sclerostin inhibition reverses systemic,periarticular and local bone loss in arthritis[J].Ann Rheum Dis,2013,72(10):1732-1736.

[18]Kwon YJ,Lee SW,Park YB,et al.Secreted frizzled-related protein 5 suppresses inflammatory response in rheumatoid arthritis fibroblast-like synoviocytes through down-regulation of c-Jun N-terminal kinase[J].Rheumatology (Oxford),2014,53(9):1704-1711.

[19]Cruciat CM,Niehrs C.Secreted and transmembrane wnt inhibitors and activators[J].Cold Spring Harb Perspect Biol,2013,5(3):a015081.

[20]Trenkmann M,Brock M,Gay RE,et al.Expression and function of EZH2 in synovial fibroblasts:epigenetic repression of the Wnt inhibitor SFRP1 in rheumatoid arthritis[J].Ann Rheum Dis,2011,70(8):1482-1488.

[21]Lories RJ,Corr M,Lane NE.To Wnt or not to Wnt:the bone and joint health dilemma[J].Nat Rev Rheumatol,2013,9(6):328-339.

陶蓓(1990-)，住院醫師，碩士，主要從事風濕免疫疾病研究。△

，E-mail:13700980878@163.com。

10.3969/j.issn.1671-8348.2016.12.040

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1671-8348(2016)12-1703-03

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