針灸調(diào)控Wnt信號通路防治疾病研究進(jìn)展

張 師，王亞軍，李曉霞，孫素鵬

(甘肅中醫(yī)藥大學(xué) 針灸推拿學(xué)院，甘肅 蘭州 730000)

Wnt基因由果蠅無翅(Wingless)基因和Int1原癌基因合并而來[1]。Wingless基因、Int1基因分別在1973年果蠅胚胎發(fā)育和1982年小鼠乳腺癌的研究過程中被發(fā)現(xiàn)和命名，之后研究表明二者具有同源性，不僅功能相似，還都可控制胚胎發(fā)育，因此研究者將二者合而為一[2]。目前人類已發(fā)現(xiàn)19種Wnt配體、10種Frizzled(FZD)受體(除了FZD蛋白外，目前單通道跨膜蛋白也被證明具有Wnt受體的功能)，至少3個途徑(Wnt/β-catenin經(jīng)典途徑，平面細(xì)胞極性PCP途徑和Wnt/Ca2+通路)[3]。越來越多的證據(jù)顯示，Wnt通路的3個途徑被選擇性激活與受體介導(dǎo)的胞吞作用、輔因子的介入、特異的L-R復(fù)合物的影響有關(guān)[4]。例如，典型的Wnt信號通路的激活與Wnt1、Wnt3a等配體和LRP5/6復(fù)合物有關(guān)[5]；Wnt/Ca2+和Wnt/PCP通路與Wnt11和Wnt5a等配體激活有關(guān)[6-7]；Wnt/PCP途徑還和小G蛋白被激活有關(guān)[8]。Wnt通路在正常成熟的細(xì)胞中處于關(guān)閉狀態(tài)，如果被異常激活，各種疾病就會隨之發(fā)生[9]。

大量研究表明，Wnt參與了人體中各種結(jié)構(gòu)的活動，例如中腦、胎盤、腎臟、肺和骨等[10]。近年來，探索研究Wnt信號對理解疾病的意義成為焦點(diǎn)，這一通路也成為針灸領(lǐng)域的關(guān)注點(diǎn)。相對前幾年，對于針灸調(diào)控這一信號通路的研究多了起來，主要集中在肝癌、骨病、阿爾茨海默病和腦出血、脊髓損傷、頸椎病等方面。

1 Wnt途徑與肝癌

大量研究表明，Wnt途徑可以改變腫瘤細(xì)胞的代謝，并且對腫瘤的發(fā)生和生長、侵襲和轉(zhuǎn)移、血管生成、抗腫瘤藥物抵抗和干細(xì)胞來源等有密切的調(diào)節(jié)作用[11]。Wnt信號通路成分β-catenin的基因突變會導(dǎo)致多種與人類有關(guān)的腫瘤發(fā)病[12]，在所有致癌機(jī)制中，上調(diào)的典型Wnt途徑似乎是一個較好的治療靶點(diǎn)，抑制Wnt信號傳導(dǎo)，仍然是治療干預(yù)的目標(biāo)[13]。

王穎等[14]研究發(fā)現(xiàn)瘢痕灸預(yù)處理肝俞穴和足三里穴均可升高原發(fā)性肝癌大鼠sFRP1的表達(dá)量和降低β-catenin的表達(dá)量，對預(yù)防原發(fā)性肝癌有良性作用，且處理肝俞穴的預(yù)防效果更佳。還有其他研究顯示，瘢痕灸后Wnt3a mRNA、Wnt10bmRNA的表達(dá)量會降低，說明瘢痕灸肝俞穴、足三里穴的作用機(jī)制可能是通過調(diào)節(jié)基因水平Wnt3a、Wnt10b的表達(dá)量從而治療原發(fā)性肝癌[15-16]。

以上關(guān)于調(diào)控 Wnt 信號通路治療腫瘤的針灸療法，多通過干預(yù)β-catenin 等表達(dá)，進(jìn)而抑制Wnt信號通路來預(yù)防治療癌癥。

2 Wnt途徑與骨病

從發(fā)現(xiàn)LRP5的突變與人體骨量的改變有因果關(guān)系以來[17]，Wnt信號通路與骨發(fā)育和骨重塑之間的分子聯(lián)系研究取得了很大進(jìn)展，如有研究發(fā)現(xiàn)可通過刺激干細(xì)胞的更新和成骨細(xì)胞前復(fù)制、誘導(dǎo)成骨細(xì)胞生成、抑制成骨細(xì)胞和骨細(xì)胞凋亡等多種機(jī)制來調(diào)節(jié)骨發(fā)育代謝[18]；Wnt信號通路的激活或抑制可以對骨密度和強(qiáng)度的增減造成影響[19]。其次，Wnt信號通路失調(diào)對干細(xì)胞功能和軟骨降解也有綜合影響，對骨關(guān)節(jié)炎的發(fā)生有影響作用[20]。可見Wnt信號通路對骨病的治療非常重要。

張媛媛等[21]研究電針“內(nèi)膝眼”“犢鼻”治療膝骨關(guān)節(jié)炎軟骨退變的作用機(jī)制，發(fā)現(xiàn)電針可能通過經(jīng)典通路，抑制了軟骨降解和軟骨細(xì)胞死亡，改善了軟骨形態(tài)結(jié)構(gòu)。范懷玲等[22]開展了電針干預(yù)絕經(jīng)后骨質(zhì)疏松大鼠的研究，發(fā)現(xiàn)Wnt3a、β-catenin、Runx2的表達(dá)量明顯上調(diào)，同時骨形成速度加快、骨強(qiáng)度增強(qiáng)，說明電針“關(guān)元”穴治療絕經(jīng)后骨質(zhì)疏松可能與Wnt-β-catenin信號通路的激活有系。王亞軍等[23]研究發(fā)現(xiàn)，針刺通過激活Wnt/β-catenin信號通路，使基因和蛋白水平的Wnt3a和β-catenin表達(dá)量均有提高，從而恢復(fù)了骨重建系統(tǒng)的平衡，達(dá)到了防治絕經(jīng)后骨質(zhì)疏松癥的目的。在膠原誘導(dǎo)性關(guān)節(jié)炎模型大鼠實(shí)驗(yàn)中，張育瑛等[24]發(fā)現(xiàn)Wnt阻斷劑組和電針聯(lián)合艾灸組的Wnt3和β-catenin蛋白及mRNA的表達(dá)量明顯降低，并且炎性細(xì)胞減少，滑膜和骨質(zhì)破壞情況也明顯減輕。此外，電針輔助玻璃酸鈉治療膝骨關(guān)節(jié)炎患者的研究，也顯示血清中Wnt-3α和β-catenin及關(guān)節(jié)滑液中IL-1α和IL-1β的表達(dá)量出現(xiàn)下降[25]。還有研究表明，溫經(jīng)通絡(luò)湯聯(lián)合針灸可使Wnt-3α、β-catenin、BMP-2的表達(dá)量減少，從而減輕關(guān)節(jié)疼痛，恢復(fù)關(guān)節(jié)功能，達(dá)到較好治療痹證關(guān)節(jié)炎的效果[26]。

以上調(diào)控 Wnt 信號通路治療骨病的針灸療法研究，多通過干預(yù)Wnt-3α、β-catenin 等表達(dá)，進(jìn)而抑制Wnt信號通路，從而加快骨形成、增強(qiáng)骨強(qiáng)度，調(diào)節(jié)骨重建系統(tǒng)的平衡，實(shí)現(xiàn)膝關(guān)節(jié)結(jié)構(gòu)和功能狀態(tài)的改善。

3 Wnt途徑與抑郁癥

1996年的一項(xiàng)研究發(fā)現(xiàn)，神經(jīng)精神障礙(包括精神分裂癥、躁郁癥和抑郁癥)中的Wnt信號關(guān)鍵負(fù)調(diào)節(jié)因子糖原合酶激酶-3(GSK-3)在大腦的大部分區(qū)域都有表達(dá)，其能促進(jìn)成年海馬齒狀回神經(jīng)干細(xì)胞的增殖、遷移和分化[27]。此后有研究發(fā)現(xiàn)，Wnt信號通路中β-連環(huán)蛋白存在于神經(jīng)膠質(zhì)細(xì)胞中，參與了情緒障礙的整個過程，在焦慮、抑郁行為的恢復(fù)中發(fā)揮了重要作用。抗抑郁治療研究也顯示，治療后的海馬下顆粒區(qū)(SGZ)中新生細(xì)胞中β-catenin的表達(dá)有一定增強(qiáng)[28-29]。

有人開展了電針調(diào)控抑郁大鼠的實(shí)驗(yàn)研究，王瓏等[30]發(fā)現(xiàn)，當(dāng)大鼠海馬內(nèi)經(jīng)典通路中關(guān)鍵蛋白的量趨近正常時，抑郁癥狀得到較好改善；荊秦等[31]用電針影響經(jīng)典信號通路，使海馬中DKK1、LRR-5、LRP-6蛋白的表達(dá)量受到影響，從而修復(fù)了海馬神經(jīng)細(xì)胞，通過減少細(xì)胞凋亡來實(shí)現(xiàn)抗抑郁。在灸法抗抑郁的研究中，鄧雪等[32]發(fā)現(xiàn)海馬內(nèi)Wnt通路中GSK-3β、β-catenin表達(dá)量會受灸法調(diào)控，從而定向分化海馬神經(jīng)干細(xì)胞，使圍絕經(jīng)期抑郁癥得到較好治療。

以上調(diào)控 Wnt 信號通路防治抑郁癥的針灸療法研究，多通過控制大鼠海馬內(nèi)經(jīng)典通路中關(guān)鍵蛋白的表達(dá)量，來促進(jìn)海馬神經(jīng)干細(xì)胞的定向分化，從而促進(jìn)了海馬神經(jīng)細(xì)胞的恢復(fù)，減少了細(xì)胞死亡，對抑郁癥起到了治療作用。

4 Wnt途徑與阿爾茨海默病(AD)及腦出血

大量研究表明，Wnt/β-catenin信號是成年海馬神經(jīng)的關(guān)鍵調(diào)控因子[33]，不僅對神經(jīng)元存活、發(fā)生至關(guān)重要，而且在調(diào)節(jié)突觸可塑性和血腦屏障完整性、功能性等方面起著重要作用[35]。如記憶受損小鼠表現(xiàn)出β-catenin、Cyclin D1、c-myc、Wnt7a和PSD95水平的迅速下降[34]；阿爾茨海默氏病(AD)可以通過激活Wnt /β-catenin信號抑制大腦中淀粉樣β的產(chǎn)生和tau蛋白的過度磷酸化，恢復(fù)腦內(nèi)Wnt/β-catenin信號傳導(dǎo)的小分子Wnt激活劑(特別是針對Wnt拮抗劑DKK1、tau調(diào)節(jié)劑GSK3-β的Wnt激活劑)，對于AD的治療是一個新工具[35]；急慢性腦出血在阻斷GSK-3β的磷酸化/活化、增加Bcl2和β-catenin的水平后，神經(jīng)元存活率顯著提高，癥狀明顯改善[36]。

通過針灸防治AD的研究，周華等[37]發(fā)現(xiàn)針灸影響海馬區(qū)有關(guān)的酶GSK3-β、PP2A及蛋白的表達(dá)，保護(hù)腦學(xué)習(xí)記憶功能。尹海燕等[38]開展了艾灸防治老年記憶減退的研究，發(fā)現(xiàn)海馬干細(xì)胞相關(guān)基因靶點(diǎn)也與Wnt家族有關(guān)聯(lián)。還有電針預(yù)處理老年大鼠，結(jié)果顯示針+手術(shù)組比單純手術(shù)組老年鼠術(shù)后第1～7天的逃避潛伏期和游泳距離顯著變短，Aβ及P-tan-181蛋白量變少，Wnt蛋白、β-catenin蛋白及P-GSK-3蛋白量顯著增多，說明預(yù)先給予電針刺激可能通過激活Wnt/β-catenin信號通路來改善老年大鼠術(shù)后認(rèn)知功能[39]。

張吉芳等[40]采用電針干預(yù)腦缺血再灌注損傷大鼠，發(fā)現(xiàn)電針組腦血流量及速度明顯高于模型組，腦神經(jīng)功能明顯改善，腦組織Bax蛋白量下降，β-ctenin、Bcl-2蛋白量上升，從而得出電針干預(yù)可能通過激活Wnt/β-catenin信號通路、增加Bcl-2蛋白表達(dá)及減少Bax蛋白表達(dá)，對大鼠腦缺血再灌注損傷神經(jīng)起到保護(hù)作用。鄒偉等[41]發(fā)現(xiàn)與通路激活劑SB216763有相似功效的“百會”透“曲鬢”針刺法，同樣可以起到上調(diào)β-catenin表達(dá)量，激活Wnt信號通路的作用，從而調(diào)控腦組織神經(jīng)干細(xì)胞，改善腦出血大鼠神經(jīng)損傷。

以上調(diào)控 Wnt 信號通路治療腦病的針灸療法研究，多通過激活Wnt/β-catenin信號，來改善大腦學(xué)習(xí)記憶認(rèn)知，也可改善腦出血后神經(jīng)損傷。

5 Wnt途徑與脊髓損傷

脊髓損傷(Sci)是一種嚴(yán)重的神經(jīng)損傷[42]。研究表明Wnt-β-Catenin信號通路對神經(jīng)干細(xì)胞的形成具有非常重要的作用[43]。目前Wnt基因的兩個大類(Wnt1和Wnt5a)中的Wnt1家族包含的Wnt-1、Wnt3a和Wnt7a，對神經(jīng)系統(tǒng)的發(fā)育尤為重要，其中Wnt1和Wnt3a與神經(jīng)干細(xì)胞的增殖和分化密切相關(guān)[44]。

在火針干預(yù)脊髓損傷大鼠的離體研究中，發(fā)現(xiàn)脊髓損傷神經(jīng)干細(xì)胞Wnt3a基因、β-catenin基因的表達(dá)可通過火針來調(diào)控[45]。夏鉑等[46]采用回醫(yī)烙灸法干預(yù)脊髓受損大鼠，發(fā)現(xiàn)大鼠Wnt1、β-catenin的局部表達(dá)量升高，從而加快了神經(jīng)的修復(fù)，而且前期施加干預(yù)效果會更好。姚海江[47]的實(shí)驗(yàn)研究也顯示，督脈電針能有效上調(diào)Wnt1、Wnt3a的含量，從而抑制細(xì)胞內(nèi)β-Catenin的磷酸化和泛素化，最終促進(jìn)內(nèi)源性神經(jīng)干細(xì)胞的生長，加快修復(fù)損傷。XIN WANG等[48]采用電針大椎和命門進(jìn)行治療，發(fā)現(xiàn)電針可升高Wnt /β-catenin信號通路中的Wnt1、Wnt3a和β-catenin，從而保護(hù)神經(jīng)。程素利[49]應(yīng)用火針治療脊髓損傷，結(jié)果表明火針治療除了可促進(jìn)Wnt3a、β-catenin蛋白和mRNA表達(dá)外，還促進(jìn)GSK3βmRNA表達(dá)，抑制GSK3β蛋白質(zhì)的表達(dá)。

以上調(diào)控 Wnt 信號通路對脊髓損傷進(jìn)行針灸治療的研究，多通過使Wnt /β-catenin信號通路中的Wnt1、Wnt3a和β-catenin表達(dá)量上調(diào)來促進(jìn)神經(jīng)干細(xì)胞生長，加快損傷修復(fù)。

6 Wnt途徑與頸椎病

頸椎病發(fā)病是椎間盤組織退變所致[50]。研究表明，退變組織中的細(xì)胞凋亡是頸椎病發(fā)病的重要原因[51]，而Wnt/β-catenin 通路參與了細(xì)胞生長與調(diào)亡等過程，對防治頸椎間盤失穩(wěn)有關(guān)鍵作用[52]。電針干預(yù)頸椎病大鼠，發(fā)現(xiàn)椎間盤中凋亡的細(xì)胞明顯減少，β-catenin蛋白量明顯升高，表明電針可以起到使頸椎病模型大鼠的細(xì)胞凋亡減少的作用[53]。還有研究采用電針“大椎穴”處理頸椎病模型大鼠，結(jié)果發(fā)現(xiàn)大鼠Wnt、GSK-3β、Axin和P-β-catenin的表達(dá)量明顯升高，說明椎間盤退變得以改善的可能機(jī)制是電針抑制了Wnt-β-catenin信號通路[54-55]。

7 其他

劉淑云等[56]研究發(fā)現(xiàn)下丘和聽皮層的β-ctenin蛋白可能通過電針“聽宮穴”和“翳風(fēng)穴”發(fā)生表達(dá)，使豚鼠年齡性損失緩解。在潰瘍性結(jié)腸炎治療研究方面，王姍姍等[57]發(fā)現(xiàn)濕熱型潰瘍性結(jié)腸炎不典型增生可以應(yīng)用針?biāo)幝?lián)合來改善，且副作用小，這可能與激活腸炎膜GSK-3β、加快磷酸化β-catenin、抑制Wnt/β-catenin通路不正常激活有關(guān)。Wnt還與正畸牙齒槽骨吸收進(jìn)行骨改建密切相關(guān)，舒丹[58]研究發(fā)現(xiàn)電針能夠顯著減少Wnt3a、Wnt5a、OPG陽性細(xì)胞計(jì)數(shù)，有助于恢復(fù)功能，預(yù)后良好。

綜上所述，Wnt信號通路雖然在針灸領(lǐng)域的研究起步較晚，但針灸干預(yù)經(jīng)典通路的研究較為豐富，在這些研究中基因蛋白水平均有所涉及；而 PCP通路、Ca2+通路的權(quán)威報道較少，因此仍需不斷加大研究力度。近年來針灸調(diào)控 Wnt 信號通路治療疾病的研究不斷增加，以肝癌、骨病、阿爾茨海默病和腦出血、脊髓損傷、頸椎病等疾病研究為主，但仍有許多針灸優(yōu)勢病種未有涉及，尚需進(jìn)一步探究。相信隨著分子生物學(xué)技術(shù)的飛速發(fā)展，針灸調(diào)控Wnt信號通路的研究將日益深化，對針灸治療疾病機(jī)理的闡釋和針灸進(jìn)一步走向國際化都有非常重要的意義。