吳凱悅 金晶 許春姣

中南大學(xué)湘雅醫(yī)院口腔醫(yī)學(xué)中心口腔內(nèi)科 長沙 410008

Dickkopf 1與骨破壞性疾病的關(guān)系

吳凱悅 金晶 許春姣

中南大學(xué)湘雅醫(yī)院口腔醫(yī)學(xué)中心口腔內(nèi)科 長沙 410008

Dickkopf（DKK）1是一種分泌型糖蛋白，為無翅型小鼠乳房腫瘤病毒整合位點(diǎn)家族（WNT）信號轉(zhuǎn)導(dǎo)通路的重要抑制因子之一，可通過與低密度脂蛋白受體相關(guān)蛋白5/6等WNT受體復(fù)合體的結(jié)合來抑制WNT信號轉(zhuǎn)導(dǎo)通路的信號轉(zhuǎn)導(dǎo)。DKK1既在骨質(zhì)疏松癥、類風(fēng)濕關(guān)節(jié)炎、多發(fā)性骨髓瘤和牙周炎等疾病中都存在著異常表達(dá)，亦在骨代謝中發(fā)揮重要的作用。本文就近年來DKK1與骨破壞性疾病的關(guān)系等研究進(jìn)展作一綜述，以抑制骨破壞和修復(fù)骨損失為最終研究目的，為治療牙周炎和獲得牙槽骨再生尋找新的途徑。

Dickkopf 1； 骨破壞； 牙周炎； 牙周膜干細(xì)胞

無翅型小鼠乳房腫瘤病毒整合位點(diǎn)家族（win- gless-type mice mammary tumour virus integration site family，WNT）信號轉(zhuǎn)導(dǎo)通路在細(xì)胞內(nèi)共有4條：經(jīng)典信號轉(zhuǎn)導(dǎo)通路、WNT/鈣離子信號轉(zhuǎn)導(dǎo)通路、平面細(xì)胞極性（planar cell polarity，PCP）信號轉(zhuǎn)導(dǎo)通路（WNT/PCP通路）以及調(diào)節(jié)紡錘體定向和不對稱細(xì)胞分裂信號轉(zhuǎn)導(dǎo)通路[1]，其中經(jīng)典信號轉(zhuǎn)導(dǎo)通路對骨的形成起著至關(guān)重要的作用。在無WNT信號轉(zhuǎn)導(dǎo)的前提下，糖原合成酶激酶

（glycogen synthase kinase，GSK）3β、軸抑制蛋白（axis inhibitor，Axin）、結(jié)腸腺瘤性息肉蛋白（adenomatous polyposis coli，APC）和酪蛋白激酶（casein kinase，CK）Iα組成β-連環(huán)蛋白降解復(fù)合物。β-連環(huán)蛋白被該復(fù)合物磷酸化后，其產(chǎn)物被遍在蛋白（俗稱泛素）-蛋白酶體系統(tǒng)徹底降解。WNT配體通過與細(xì)胞表面的低密度脂蛋白受體相關(guān)蛋白（low density lipoprotein receptor-related protein，LRP）家族和卷曲蛋白（frizzled，F(xiàn)zd）受體家族結(jié)合激活經(jīng)典WNT信號轉(zhuǎn)導(dǎo)通路，以抑制Axin/APC/CKIα/GSK3β組成的復(fù)合物，減少其對β-連環(huán)蛋白的降解[2-3]。在細(xì)胞質(zhì)中，未降解的β-連環(huán)蛋白得以累計(jì)并進(jìn)入細(xì)胞核，而后與T細(xì)胞因子（T cell factor，TCF）/淋巴細(xì)胞樣增強(qiáng)因子（lymphoidocyte enhancer factor，LEF）結(jié)合[3]，開啟下游靶基因的轉(zhuǎn)錄。

在細(xì)胞外，WNT信號轉(zhuǎn)導(dǎo)通路受到多種分泌型蛋白質(zhì)的調(diào)節(jié)。根據(jù)作用方式，WNT拮抗劑分為2類[4]：第一類包括WNT抑制因子（WNT inhibitory factor，WIF）1、Cerberus和分泌型卷曲相關(guān)蛋白（secreted frizzled-related protein，sFRP）家族，它們通過直接結(jié)合WNT來抑制WNT信號轉(zhuǎn)導(dǎo)；第二類迄今發(fā)現(xiàn)的只有Dickkopf（DKK）家族，DKK通過與LRP5/6等WNT受體復(fù)合體的結(jié)合來達(dá)到抑制WNT信號轉(zhuǎn)導(dǎo)的目的[5]。DKK1最初發(fā)現(xiàn)于非洲蟾蜍的胚胎細(xì)胞中，而人的DKK1基因定位于人體內(nèi)10號染色體上。DKK1是β-連環(huán)蛋白的下游靶基因，受β-連環(huán)蛋白的調(diào)控[6-7]。自人的HK293T細(xì)胞中提取的DKK1的相對分子質(zhì)量約為4.5×104，各腫瘤細(xì)胞中的DKK1的相對分子質(zhì)量都在（3.5~44.5）×104之間[8-9]。半胱氨酸（cysteine，Cys）1/2在DKK1結(jié)構(gòu)中高度保守，所有的DKK家族成員均含有10個保守的Cys2殘基，而且在抑制WNT經(jīng)典信號轉(zhuǎn)導(dǎo)通路中起著決定性的作用[10]。DKK1的調(diào)節(jié)受膽骨化醇（俗稱維生素D3）、肌節(jié)同源盒蛋白（muscle segment homeobox，MSX）、黃體酮和P53等多重因素的影響。迄今有關(guān)DKK1結(jié)構(gòu)和功能的研究非常多，但其中大部分都是與WNT 信號轉(zhuǎn)導(dǎo)通路相關(guān)的[11]。

DKK1是一種分泌型糖蛋白，其家族成員包括DKK1~4。DKK與LRP6的直接結(jié)合，可抑制WNT信號轉(zhuǎn)導(dǎo)通路的信號轉(zhuǎn)導(dǎo)[10]。DKK2對WNT信號轉(zhuǎn)導(dǎo)通路有雙向調(diào)節(jié)作用，既是激動劑又是拮抗劑。DKK2對WNT的拮抗機(jī)制與DKK1相似，皆能拮抗WNT1和WNT8誘導(dǎo)的β-連環(huán)蛋白/TCF依賴性轉(zhuǎn)錄，與Krm（Kremen）和LRP6結(jié)合；但其與DKK1相比較，DKK2表達(dá)水平偏低。無Krm存在時，DKK2與LRP單獨(dú)結(jié)合并不能抑制WNT信號轉(zhuǎn)導(dǎo)通路的信號轉(zhuǎn)導(dǎo)，只有當(dāng)Krm存在時，DKK2才能發(fā)揮拮抗劑作用。DKK2和DKK1兩者不同的N-信號肽導(dǎo)致兩者的功能不同[12]。DKK3定位于11q15.1上，是與死亡相關(guān)聯(lián)的特征性基因。在許多癌細(xì)胞中，DKK3表達(dá)增強(qiáng)。同時DKK3也是腫瘤抑制基因之一，但DKK3作用于WNT信號轉(zhuǎn)導(dǎo)通路的機(jī)制還不清楚[13]。DKK4與DKK1一樣，都是通過與Krm和LRP的結(jié)合來抑制WNT信號轉(zhuǎn)導(dǎo)通路的信號轉(zhuǎn)導(dǎo)的[4]。DKK1是目前研究較多的DKK家族成員。

DKK1受體主要有二：一是環(huán)狀結(jié)構(gòu)域（kringle）的Krm蛋白受體，一是LRP5/6。DKK1抑制WNT/β-連環(huán)蛋白信號轉(zhuǎn)導(dǎo)通路依靠這兩種受體介導(dǎo)：l）DKK1與WNT競爭細(xì)胞表面的受體LRP5/6，導(dǎo)致LRP5/6不能與Fzd和WNT形成三聚體復(fù)合物，無法激活WNT蛋白，從而阻斷了下游信號的啟動；2）Krm、DKK和LRP5/6形成另一種新的三聚體復(fù)合物，這種復(fù)合物可被細(xì)胞快速內(nèi)吞，從而把LRP5/6從細(xì)胞膜表面清除，WNT信號轉(zhuǎn)導(dǎo)通路的信號轉(zhuǎn)導(dǎo)進(jìn)一步被抑制[9]。

1 DKK1/WNT與骨代謝

研究[14]顯示，DKK1可以抵消由WNT介導(dǎo)影響的骨細(xì)胞分化及向脂肪細(xì)胞化。即在前體脂肪細(xì)胞成脂化開始的前6 h，DKK1 mRNA及其蛋白質(zhì)短暫上升并伴隨細(xì)胞質(zhì)細(xì)胞核內(nèi)β-連環(huán)蛋白下調(diào)；而在3T3-L1前體脂肪細(xì)胞中，DKK1基因表達(dá)可以促進(jìn)其成脂化。MSX2是成骨細(xì)胞（osteoblast，OB）的同源域轉(zhuǎn)錄因子，在Msx2基因過表達(dá)的改造小鼠體內(nèi)，成脂化被抑制，骨形成和骨量增加，結(jié)果緣于增加了Wnt7a和Wnt7b的表達(dá)，Dkk1基因表達(dá)下降。在體外對C3H10T1/2骨先質(zhì)細(xì)胞的試驗(yàn)顯示，Msx2抑制了Dkk1啟動子活性，同時減少核染色質(zhì)中與Dkk1相關(guān)的RNA聚合酶。預(yù)示DKK1抑制了成骨的發(fā)生并誘導(dǎo)了成脂化，有效地干預(yù)了間質(zhì)干細(xì)胞的分化途徑[15]。

DKK1與LRP5的結(jié)合是人骨組織中WNT信號轉(zhuǎn)導(dǎo)通路最具特征性的調(diào)節(jié)機(jī)制[16]。LRP5獲得性功能突變體修改了表皮生長因子樣域（即LRP5 βpropeller 1區(qū)），阻止了DKK1與LRP5的相互作用，造成了骨密度增高癥（high bone mass，HBM）以及下頜、頰部、舌部的外生骨疣[17-18]。HBM患者體內(nèi)的LRP5蛋白并不像健康個體對DKK1介導(dǎo)的抑制作用那樣敏感[18]。

將重組骨形態(tài)發(fā)生蛋白（recombinant bone morphogenetic protein，rBMP）2植入小鼠肌肉后，WNT配體和受體上調(diào)，激活β-連環(huán)蛋白介導(dǎo)的TCF依賴的轉(zhuǎn)錄活性，可促進(jìn)軟骨內(nèi)的骨形成。在此動物模型中，DKK1抑制了β-連環(huán)蛋白信號以及軟骨生成和骨生成，因此阻止了軟骨內(nèi)的骨形成[19]。

WNT家族及其相關(guān)成分在骨代謝過程中亦發(fā)揮了至關(guān)重要的作用，其主要是通過促進(jìn)OB的增殖和分化來起到促進(jìn)骨形成的。WNT/β-連環(huán)蛋白對OB分化及其功能的促進(jìn)作用體現(xiàn)在以下階段。1）激活經(jīng)典WNT信號轉(zhuǎn)導(dǎo)通路不僅促進(jìn)OB分化，而且抑制其向軟骨細(xì)胞或脂肪細(xì)胞分化。通過加強(qiáng)WNT/β-連環(huán)蛋白的活化，OB中堿性磷酸酶（alkaline phosphatase，AKP）表達(dá)增強(qiáng)[20]，敲除β-連環(huán)蛋白基因后，前OB無法分化為成熟的OB反而分化為軟骨細(xì)胞，而且DKK1均可抑制這些作用[21]。2）WNT/β-連環(huán)蛋白同時促進(jìn)OB的增殖和分化。骨形態(tài)發(fā)生蛋白（bone morphogenetic protein，BMP）2或印第安刺猬蛋白（Indian hedgehog，IHH）對OB分化的促進(jìn)作用會隨著WNT/LRP5信號轉(zhuǎn)導(dǎo)受抑制或DKK1表達(dá)增強(qiáng)而受到抑制[20]；去除小鼠的Lrp5基因，OB的增殖率會明顯降低，會出現(xiàn)較嚴(yán)重的骨質(zhì)疏松癥[22]。3）WNT/β-連環(huán)蛋白促進(jìn)OB合成和分泌胞外基質(zhì)，其分泌的胞外基質(zhì)進(jìn)一步促進(jìn)前OB成熟[21]。

研究表明，WNT信號轉(zhuǎn)導(dǎo)通路還可通過抑制程序性O(shè)B死亡來促進(jìn)骨形成。Lrp5基因缺失的小鼠較健康小鼠的骨量減少，骨密度下降，并出現(xiàn)脛骨骨折的現(xiàn)象[22]。主要因Lrp5基因缺失，WNT信號轉(zhuǎn)導(dǎo)下降，OB功能受抑制，AKP活性下降，礦物質(zhì)沉積率下降，骨密度降低。另外經(jīng)5-溴脫氧尿苷檢測，OB增殖率下降，但其制程序性死亡率并未發(fā)生明顯的改變；與上述現(xiàn)象相反，Lrp5基因功能獲得性突變小鼠骨量明顯增加，其遠(yuǎn)端股骨骨密度上升，但OB中的AKP活性未發(fā)生改變，礦物質(zhì)沉積率也未發(fā)生明顯改變，即OB的活性未受到影響[23]。原位末端轉(zhuǎn)移酶標(biāo)志測定顯示，OB和骨細(xì)胞程序性死亡下降；因此，Lrp5基因功能獲得性突變小鼠主要通過減少骨細(xì)胞和OB 程序性死亡來增加骨形成，而且這與因Lrp5基因缺失而導(dǎo)致的骨形成減少不同[24]。

WNT信號轉(zhuǎn)導(dǎo)通路對破骨細(xì)胞（osteoclast，OC）的影響大多通過OB產(chǎn)生。OC的形成受到骨保護(hù)蛋白配體（osteoprotegerin ligand，OPGL）/核因子-κΒ受體活化因子配體（receptor activator of nuclear factor-κΒ ligand，RANKL）/核因子-κΒ受體活化因子（receptor activator of nuclear factorκΒ，RANK）系統(tǒng)的精確調(diào)節(jié)。在OB表面表達(dá)的RANKL通過與在OC表面表達(dá)的RANK結(jié)合，促進(jìn)OC前體細(xì)胞向成熟的OC分化。高表達(dá)的OPG與RANK 結(jié)合，致使RANKL與RANK的結(jié)合減少，從而抑制OC的形成[25]。巨噬細(xì)胞集落刺激因子（macrophage colony stimulating factor，M-CSF）也是OC形成和分化的重要調(diào)節(jié)因子之一，主要通過調(diào)節(jié)OPG的量來影響OC的形成和分化。WNT/ β-連環(huán)蛋白通過調(diào)節(jié)OB表面RANKL的表達(dá)來調(diào)節(jié)OC的形成和分化[26]。Spencer等[27]發(fā)現(xiàn)，WNT/β-連環(huán)蛋白抑制了OB中RANKL mRNA的表達(dá)，OC形成減少，骨量增多。Holmen等[28]也發(fā)現(xiàn)：β-連環(huán)蛋白表達(dá)下降，OC大量增殖，骨量降低，骨密度下降；相反，β-連環(huán)蛋白表達(dá)增多，OC形成減少，骨量增多，骨密度上升。體外研究證實(shí)，β-連環(huán)蛋白表達(dá)降低，OB的形成和礦化受到抑制，同時RANKL表達(dá)上升，與此同時，OPG表達(dá)下降，導(dǎo)致OC增殖和成熟。Fujita等[29]在DKK家族在間質(zhì)細(xì)胞向OB分化過程中所起的作用時發(fā)現(xiàn)，DKK1/2誘導(dǎo)了M-CSF和RANKL的表達(dá)，下調(diào)了OPG的表達(dá)，致使OC形成增多。在間質(zhì)細(xì)胞中，WNT-3A激活了WNT/β-連環(huán)蛋白通路，OPG表達(dá)上調(diào)[30]。Vestergaard等[31]發(fā)現(xiàn)，OB還可通過表達(dá)和釋放sFRP1來抑制OC的形成，其可能的機(jī)制是sFRP1直接與RANKL結(jié)合。

2 DKK1與骨質(zhì)疏松癥

Wang等[32]在研究中發(fā)現(xiàn)，用DKK1反義寡核苷酸（DKK1-AS）可減輕地塞米松對骨組織微結(jié)構(gòu)的傷害，緩解地塞米松對骨小梁體積、骨密度、OB表面積、骨形成率以及骨髓基質(zhì)干細(xì)胞向OB分化的抑制作用。DKK1-AS可抑制脂肪細(xì)胞的形成，免疫組織化學(xué)顯示DKK1-AS可抑制因地塞米松誘導(dǎo)的DKK1表達(dá)上升的趨勢。DKK1-AS通過調(diào)節(jié)β-連環(huán)蛋白的表達(dá)和蛋白激酶B磷酸化來阻止骨髓間質(zhì)干細(xì)胞向脂肪細(xì)胞分化。Wang等[33]給予卵巢切除的大鼠每天DKK1-AS治療（20 μg每千克體質(zhì)量），28 d后，切除其股骨和脛骨，檢測其免疫組織化學(xué)、生物學(xué)強(qiáng)度、骨密度和體外OC形成率。結(jié)果顯示：DKK1-AS可改善去除卵巢后引起的骨缺失，增加OB數(shù)量，減少OC在骨組織中的量；在去卵巢的大鼠的骨微環(huán)境中，正在鈣化的軟骨細(xì)胞和靠近骨小梁內(nèi)膜的OB中，RANKL 和DKK1表達(dá)增強(qiáng)，OPG表達(dá)減弱，但在給予DKK1-AS后，RANKL和DKK1表達(dá)下降，OPG表達(dá)增強(qiáng)；給予DKK1-AS后，去卵巢大鼠的體質(zhì)量，骨密度和骨質(zhì)量，股骨的最大負(fù)荷量明顯提高，還可減少卵巢切除后引起的依賴M-CSF的骨髓巨噬細(xì)胞向OC分化。在去卵巢大鼠中，DKK1表達(dá)下降，減少骨的缺失。Anastasilakis等[34]選擇了31名絕經(jīng)后骨質(zhì)疏松患者和16名年齡、性別相匹配的健康對照者，分別檢測其血清DKK1，發(fā)現(xiàn)前者明顯高于后者。

3 DKK1與類風(fēng)濕關(guān)節(jié)炎

Diarra等[35]等證實(shí)，DKK1參與類風(fēng)濕關(guān)節(jié)炎的骨破壞過程：給予DKK1抗體治療后，關(guān)節(jié)的破壞及侵蝕趨勢得以緩解，骨贅形成；腫瘤壞死因子誘導(dǎo)的DKK1增加。Wang等[36]比較了100名類風(fēng)濕關(guān)節(jié)炎患者和40名性別年齡相匹配的健康對照者的血清DKK1質(zhì)量濃度發(fā)現(xiàn)，前者的DKK1質(zhì)量濃度明顯高于后者。Garnero等[37]將病史小于3年的類風(fēng)濕關(guān)節(jié)炎患者分為依那西普和甲氨蝶吟（常用類風(fēng)濕關(guān)節(jié)炎治療藥）組，分別在不同時期檢測DKK1的質(zhì)量濃度并用Sharp評分統(tǒng)計(jì)放射學(xué)的改變，比較兩者的相關(guān)性，最終發(fā)現(xiàn)依納西普組DKK1質(zhì)量濃度的改變與骨損傷程度呈正相關(guān)關(guān)系，即DKK1高表達(dá)患者較低表達(dá)患者更易出現(xiàn)骨缺失，但甲氨蝶吟組并未出現(xiàn)此種情況，具體機(jī)制尚不清楚。

4 DKK1與多發(fā)性骨髓瘤

多發(fā)性骨髓瘤（multiple myeloma，MM）是一種發(fā)生于B淋巴細(xì)胞的惡性克隆性漿細(xì)胞病，溶骨性病變是其重要特征之一，由OB和OC數(shù)量或質(zhì)量失衡所致。DKK1是經(jīng)典WNT信號轉(zhuǎn)導(dǎo)通路的抑制劑之一，可通過阻斷OB分化并間接促進(jìn)OC形成來參與溶骨的發(fā)生。Qiang等[38]發(fā)現(xiàn)，把DKK1/2加入骨髓瘤細(xì)胞系H929后，抑制了WNT-3a誘導(dǎo)的β-連環(huán)蛋白聚集及啟動TCF/LEF轉(zhuǎn)錄的生物過程。WNT-3a是WNT信號轉(zhuǎn)導(dǎo)通路的促進(jìn)劑之一，骨髓瘤細(xì)胞系OPM2和H929經(jīng)WNT-3a刺激后，β-連環(huán)蛋白的表達(dá)明顯上升，該現(xiàn)象表明在MM中WNT信號轉(zhuǎn)導(dǎo)通路被激活，與此同時骨髓瘤細(xì)胞的形態(tài)發(fā)生了明顯的改變。在骨髓瘤細(xì)胞系OPM2、RPMI8226、MM144、H929和Delta47的細(xì)胞膜表面均有LRP5/6和Fzd表達(dá)。研究還顯示，DKK1并未影響骨髓瘤細(xì)胞的轉(zhuǎn)移，其原因可能緣于DKK1只抑制WNT經(jīng)典信號轉(zhuǎn)導(dǎo)通路，而對骨髓瘤細(xì)胞的轉(zhuǎn)移行為起作用的是WNT非經(jīng)典信號轉(zhuǎn)導(dǎo)通路。研究等[24]發(fā)現(xiàn)，MM細(xì)胞能激活OC的活性并大量分泌WNT信號轉(zhuǎn)導(dǎo)通路抑制劑DKK1，該抑制劑阻止骨髓間質(zhì)細(xì)胞向OB分化，未分化的骨髓間質(zhì)細(xì)胞分泌的白細(xì)胞介素（interleukin，IL）-6

進(jìn)一步促進(jìn)MM細(xì)胞的增殖，這樣形成的惡性循環(huán)，進(jìn)一步加重病情。在含DKK1高質(zhì)量濃度的骨髓基質(zhì)中培養(yǎng)未分化間質(zhì)細(xì)胞，IL-6在其中的表達(dá)明顯高于普通基質(zhì)中培養(yǎng)的未分化間質(zhì)細(xì)胞中的表達(dá)。該研究進(jìn)一步證實(shí)了DKK1與MM之間的關(guān)系。通過酶聯(lián)免疫吸附試驗(yàn)檢測了80例新診斷的MM患者、20例缺鐵性貧血和10例意義未明的單克隆丙種球蛋白?。╩onoclonal gammopathy of undetermined significance，MGUS）患者骨髓中

DKK1的質(zhì)量發(fā)現(xiàn)，MM組DKK1的質(zhì)量明顯高于另外2組。骨髓中DKK1的質(zhì)量不僅與骨髓瘤臨床分期相關(guān)，還與骨髓瘤病的進(jìn)程及受損數(shù)目密切相關(guān)。在常規(guī)X線片檢查未發(fā)現(xiàn)骨損害的MM患者骨髓中，DKK1的質(zhì)量明顯低于有骨破壞者。Tian

等[39]利用基因芯片技術(shù)發(fā)現(xiàn)：與MGUS患者相比較，有溶骨性病變的MM患者有4個表達(dá)明顯增多的基因，其中DKK1表達(dá)明顯增高；而在無溶骨性病變或磁共振成像檢測無異常的MM患者中，

DKK1表達(dá)未出現(xiàn)明顯的升高。酶聯(lián)免疫吸附試驗(yàn)和免疫組織化學(xué)檢測顯示，DKK1在有溶骨性病變的MM患者血漿及骨髓中的表達(dá)明顯高于無溶骨性病變的MM患者。

5 DKK1與牙周炎

牙周炎是一種以慢性骨破壞為特征的慢性感染性疾病[40]，牙周組織的破壞主要由菌斑中微生物本身及其釋放的有毒物質(zhì)帶來的直接傷害和宿主對外來致病菌所產(chǎn)生的免疫應(yīng)答及炎癥反應(yīng)失衡所帶來的間接傷害兩種途徑引起。最近越來越多的研究著重于牙槽骨代謝的平衡關(guān)系，探討骨代謝中相關(guān)分子的化學(xué)機(jī)制，以骨再生為最終研究目的，希望找到新的治療方法來抑制骨破壞并修復(fù)骨損失。

研究[41]顯示與健康對照組相比較，在慢性牙周炎患者的牙齦組織中，WNT/β-連環(huán)蛋白的拮抗劑硬化蛋白（sclerostin，SOST）和DKK1 mRNA水平和蛋白質(zhì)表達(dá)明顯增高；而在慢性牙周炎患者的血漿樣本中，SOST和DKK1 mRNA以及SOST蛋白質(zhì)水平雖有所提高，但DKK1的蛋白質(zhì)水平卻較對照組無差異性改變。他們認(rèn)為，DKK1的水平變化與牙周袋深度和臨床附著水平密切相關(guān)。由此可見，SOST和DKK1作為重要的參與者在牙周炎中發(fā)揮了重要的作用，但其具體分子化學(xué)機(jī)制仍有待探討。

牙周膜干細(xì)胞（periodontal ligament stem cell，PDLSC）是一種從人牙周膜中提取的間質(zhì)干細(xì)胞，具有多潛能性和自我更新能力，在骨的重建與修復(fù)過程中可作為一種優(yōu)質(zhì)的細(xì)胞資源。研究[42]顯示，高表達(dá)的β-連環(huán)蛋白信號可以通過抑制非經(jīng)典信號轉(zhuǎn)導(dǎo)通路來減少炎癥微環(huán)境下人PDLSC向OB分化。在DKK1和促OB分化基質(zhì)的分別培養(yǎng)下的PDLSC，均明顯提高了OB的分化。另在DKK1作用7 d后，牙周炎患者與健康對照者PDLSC中的β-連環(huán)蛋白水平均下降，牙周炎組下降更明顯。在DKK1抑制經(jīng)典轉(zhuǎn)導(dǎo)通路的同時，非經(jīng)典信號轉(zhuǎn)導(dǎo)通路中的鈣調(diào)蛋白激酶（calmodulin kinase，CaMK）2和核因子-κΒ必需調(diào)節(jié)因子樣激酶活性提高。該研究為經(jīng)典信號轉(zhuǎn)導(dǎo)通路的抑制劑激活非經(jīng)典信號轉(zhuǎn)導(dǎo)通路并提高OB的分化提供了重要的依據(jù)。

對于人牙周膜成纖維細(xì)胞（human periodontal ligament fibroblast，hPDLF）來說，WNT/β-連環(huán)蛋白的信號可以促使其向OB分化。有研究者[43]用WNT經(jīng)典信號轉(zhuǎn)導(dǎo)通路激動劑氯化鋰培養(yǎng)hPDLF，7 d后發(fā)現(xiàn)其堿性磷酸酶（alkaline phosphatase，AKP）活性及基質(zhì)礦化程度均有所提高；且在經(jīng)WNT1處理后的hPDLF中加入DKK1，細(xì)胞中原本已升高的AKP活性完全被抵消，這又間接提示W(wǎng)NT在hPDLF向OB分化中起積極作用。也有研究者[44]利用腺病毒感染PDLSC使抑制非編碼mRNA （anti-differention noncoding RNA，ANCR）表達(dá)下調(diào)，證明下調(diào)PDLSC中的ANCR不僅可以促進(jìn)PDLSC增殖，促進(jìn)其向OB分化，而且ANCR可能是通過WNT信號轉(zhuǎn)導(dǎo)通路調(diào)解PDLSC完成這一過程的。研究顯示，在細(xì)胞內(nèi)GSK3β mRNA下降的同時，β-連環(huán)蛋白的mRNA水平有所升高，然而DKK1 mRNA水平較空白對照組無明顯改變。雖然ANCR可以通過WNT信號轉(zhuǎn)導(dǎo)通路調(diào)解骨代謝，但其具體機(jī)制仍不明了，可能與WNT非經(jīng)典信號轉(zhuǎn)導(dǎo)通路密切相關(guān)。

WNT信號轉(zhuǎn)導(dǎo)通路不僅在牙槽骨代謝中起著十分重要的作用，還與牙周膜的自身調(diào)控密切相關(guān)[45]。LRP5ACT是一種基因突變大鼠，可以通過Lrp5基因過表達(dá)使WNT信號轉(zhuǎn)導(dǎo)通路在組織中的活性增加；而經(jīng)腺病毒載體攜帶AdDKK1（adenov irus carrying DKK1，AdDKK1）基因處理后的大鼠則過表達(dá)DKK1。據(jù)悉，LRP5ACT組大鼠的牙周膜寬度較窄，成骨相關(guān)基因表達(dá)增加，在RANKL 和OC活性方面呈負(fù)相關(guān)關(guān)系；相反地，AdDKK1組大鼠成骨相關(guān)基因表達(dá)下降并伴隨OC活性增加。由此可以推斷，WNT信號轉(zhuǎn)導(dǎo)通路參與了牙周膜組織結(jié)構(gòu)或成分的發(fā)生發(fā)展，WNT信號轉(zhuǎn)導(dǎo)通路影響牙槽骨與牙周膜之間的平衡關(guān)系，而且WNT信號轉(zhuǎn)導(dǎo)通路可能通過OPG/RANKL/RANK系統(tǒng)來調(diào)節(jié)OC的活性。

6 小結(jié)

綜上所述，DKK1對WNT信號轉(zhuǎn)導(dǎo)通路的調(diào)節(jié)是一個十分復(fù)雜的工程，其功能大多是通過拮抗WNT信號轉(zhuǎn)導(dǎo)通路的信號轉(zhuǎn)導(dǎo)來實(shí)現(xiàn)的，而DKK1在骨代謝和骨破壞性疾病以及牙周炎等方面均存在極大的研究價值，相信隨著對DKK1表達(dá)和功能的深入研究以及進(jìn)一步闡明其與WNT信號轉(zhuǎn)導(dǎo)通路共同作用的關(guān)系與機(jī)制，DKK1/WNT信號轉(zhuǎn)導(dǎo)通路必將成為上述疾病治療的重要靶點(diǎn)，也將為牙周病的骨再生治療帶來福音。

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（本文采編 王晴）

Relationship between Dickkopf 1 and bone destruction

Wu Kaiyue, Jin Jing, Xu Chunjiao. (Dept. of Oral Medicine, Center of Stomatology, Xiangya Hospital of Medicine, Central South University, Changsha 410008, China)

This study was supported by the Ministry of Education to Return Personnel Research Start Fund(2012940) and Science and Technology Project of Hunan Province(S2013F1023).

Dickkopf(DKK) 1 is an important inhibitory factor of the wingless-type mice mammary tumour virus integration site family(WNT) signal transduction pathway. DKK1 binds to the low-density lipoprotein receptor-related protein-5/6 of the WNT receptor to inhibit the signaling pathway. DKK1 is abnormally expressed in osteoporosis, rheumatoid arthritis, multiple myeloma, and periodontitis. DKK1 also plays a significant role in bone metabolism. This review summarizes the research progress on DKK1 and bone destructive diseases to help establish strategies that can inhibit bone destruction and repair bone defects. This review also provides a basis for the development of novel techniques to treat periodontitis and to promote periodontal bone regeneration.

Dickkopf 1； bone destruction； periodontitis； periodontal ligament stem cell

Q 51

A

10.7518/gjkq.2016.04.015

2015-12-11；

2016-04-12

教育部留學(xué)回國人員科研啟動基金（2012940）；湖南省科技計(jì)劃（S2013F1023）

吳凱悅，碩士，Email：359753689@qq.com

許春姣，教授，博士，Email：chunjiaoxu@126.com