劉 玉，馮立波 綜述，鐘 武 審校

(1.西南醫(yī)科大學研究生學院，四川瀘州 646000；2.西南醫(yī)科大學附屬醫(yī)院胃腸外科，四川瀘州 646000；3.西南醫(yī)科大學附屬醫(yī)院急診醫(yī)學部，四川瀘州 646000)

·綜 述·

心肌梗死與Wnt信號通路的相關(guān)性研究現(xiàn)狀*

劉 玉1，馮立波2綜述，鐘 武3△審校

(1.西南醫(yī)科大學研究生學院，四川瀘州 646000；2.西南醫(yī)科大學附屬醫(yī)院胃腸外科，四川瀘州 646000；3.西南醫(yī)科大學附屬醫(yī)院急診醫(yī)學部，四川瀘州 646000)

心肌梗死；Wnt信號通路；綜述

心肌梗死(myocardial infarction，MI)是致死性心血管急癥，發(fā)病急，搶救時間窗窄，死亡率極高，即使成功搶救，也可能因心肌細胞的病死導致一系列并發(fā)癥，影響生活質(zhì)量。隨著生活水平提高，人口老齡化加劇，MI的發(fā)病率及病死率均呈增長趨勢。Wnt信號通路是人類最基本的信號傳導途徑，調(diào)控著胚胎發(fā)育與腫瘤的發(fā)生、發(fā)展，并與其他諸多疾病的發(fā)生、轉(zhuǎn)歸密切相關(guān)[1-3]。研究發(fā)現(xiàn)，MI的發(fā)生和預后可能與Wnt信號通路相關(guān)，本文將綜合近年研究成果闡述MI與該通路的相互聯(lián)系。

1 MI的機制

MI是指冠狀動脈某支嚴重狹窄或完全閉塞而致部分心肌缺血性壞死。冠狀動脈狹窄或閉塞的原因有：(1)斑塊血栓形成(約占90%)；(2)冠狀動脈痙攣(約占10%)；(3)斑塊下出血形成血腫?；静∫蚴枪跔顒用}粥樣硬化，造成管腔嚴重狹窄和心肌血供不足，心肌嚴重而持久地急性缺血達1 h以上即可發(fā)生MI。心肌缺血是MI基本的病理生理過程，大量研究表明，在急性MI過程中心肌細胞不僅發(fā)生壞死，也發(fā)生凋亡。MI的發(fā)生發(fā)展可能與多個信號通路的信號傳導有關(guān)，如NF-κB信號通路，Notch信號通路及Wnt信號通路等。

2 Wnt信號通路

1982年Nusse等[4]最初在小鼠乳腺腫瘤中發(fā)現(xiàn)一原癌基因命名為Int-1，所表達蛋白有信號轉(zhuǎn)導作用，此后又在果蠅體內(nèi)發(fā)現(xiàn)其同源基因Wng(Wingless)基因，因能編碼相似的糖蛋白而合稱為Wnt基因家族[5]，發(fā)展至今已有19個成員。Wnt蛋白是一組富含半胱氨酸的糖基化蛋白，作為Wnt通路配體，與相應的細胞膜受體結(jié)合作用，參與細胞的增殖、分化、凋亡及控制細胞的定位等過程。Wnt信號通路調(diào)控著胚胎發(fā)育和多種疾病的發(fā)生發(fā)展和預后[6]，在無脊椎和脊椎動物心臟發(fā)育過程中起到關(guān)鍵作用。

根據(jù)其所表達蛋白的信號轉(zhuǎn)導機制不同，Wnt信號通路分為經(jīng)典和非經(jīng)典轉(zhuǎn)導途徑。前者主要通過β-連環(huán)蛋白(β-catenin)的激活進行信號轉(zhuǎn)導；后者則依靠G蛋白激活磷脂酶C，使細胞內(nèi)Ca2+濃度增加，Ca2+釋放轉(zhuǎn)導信號，又被稱為Wnt/Ca2+通路。非經(jīng)典路徑還包括PCP通路，激活JNK來發(fā)揮作用。Wnt通路的分類及主要相關(guān)蛋白及功效詳見表1。

有關(guān)Wnt信號通路的基礎(chǔ)研究不斷成熟，促使其在心血管疾病中的研究不斷深入。目前發(fā)現(xiàn)該通路不僅在心臟發(fā)育過程中起關(guān)鍵作用[7-9]，與心肌肥厚、心肌病、心臟瓣膜病及心律失常等疾病相關(guān)聯(lián)[8]，還在冠心病、MI的發(fā)病、愈合及MI的細胞治療中有重要作用。

表1 Wnt信號的通路的分類

GSK-3β：糖原合成酶激酶-3β；β-catenin：β-連環(huán)蛋白；Dsh(Dvl)：Disheveled散亂蛋白；Fzd：Frizzled 蜷曲蛋白；Tcf/Lef：T細胞因子/淋巴樣增強因子；Axin：細胞支架軸蛋白；LRP5/6受體：低密度脂蛋白受體蛋白5/6；JNK：c-Jun N端激酶；PCP：平面的細胞極性；*：Wnt信號通路細胞內(nèi)第二信使。

3 MI與Wnt信號通路的關(guān)聯(lián)

3.1 MI的病因與Wnt信號通路 冠狀動脈粥樣硬化是引起心肌缺血、梗死最基本的原因。LRP5、LRP6均是經(jīng)典Wnt信號通路重要的受體蛋白。多項研究發(fā)現(xiàn)LRP6的突變與動脈粥樣硬化的加速發(fā)展密切相關(guān)[11-12]。Wnt信號通路參與脂代謝的調(diào)節(jié)，研究發(fā)現(xiàn)LRP6突變的小鼠血漿低密度脂蛋白、三酰甘油水平升高，而在體內(nèi)通過注入Wnt3a，能使上述指標恢復到正常水平，從而使高脂血癥得以改善[13]。另在高膽固醇的小鼠動脈壁可發(fā)現(xiàn)LRP5的表達，并表現(xiàn)出輕度的動脈硬化，但敲除LRP5基因的小鼠動脈硬化加重[14]。這都充分說明了經(jīng)典Wnt信號通路與MI發(fā)病基礎(chǔ)聯(lián)系密切。

Christiman等[15]同時在人和鼠的動脈粥樣硬化斑塊中檢出了Wnt5a的表達，這是Wnt信號通路與動脈粥樣硬化相關(guān)的直接證據(jù)。研究發(fā)現(xiàn)經(jīng)典Wnt信號通路的β-catenin蛋白高度表達于血管損傷所致的血管內(nèi)皮細胞中，同時調(diào)節(jié)血管平滑肌細胞增殖和凋亡，這將促進動脈粥樣硬化斑塊的穩(wěn)定[16-17]。近來有研究證實抑制Wnt/β-catenin信號通路還可逆轉(zhuǎn)血管平滑肌細胞的鈣化[18]。

糖尿病心肌病是引起MI的重要原因之一。國內(nèi)研究發(fā)現(xiàn)Wnt/β-catenin 信號通路的激活參與早期糖尿病心肌損傷[19]。諸多證據(jù)顯示經(jīng)典Wnt信號通路與血管內(nèi)皮的早期激活息息相關(guān)[20]，而非經(jīng)典Wnt信號通路則在內(nèi)皮炎性反應中發(fā)揮重要作用[21]，這都將促進動脈硬化發(fā)生。

Wnt信號通路的活性變化與MI的病因、發(fā)病基礎(chǔ)緊密聯(lián)系，關(guān)系錯綜復雜，對病因及其機制的深入研究，將為MI的治療提供新的靶點及思路。

3.2 心肌細胞凋亡與Wnt信號通路 Wnt信號通路在正常體細胞黏附、存活及凋亡調(diào)節(jié)和幼體胚胎細胞的分裂及分化過程中有重要作用。心肌缺血、梗死的過程中不僅伴隨著心肌細胞的不可逆壞死，也伴隨著其病理性凋亡。這可能與缺血、氧自由基形成，缺血再灌注損傷及細胞鈣超載相關(guān)[22-23]。非經(jīng)典Wnt通路，通過誘導心肌細胞內(nèi)的Ca2+的釋放以傳導信號，而該通路蛋白的過表達，可能導致鈣超載，從而促進凋亡。相反，鈣通道阻滯劑則可改善再灌注損傷所導致的冠狀動脈無復流現(xiàn)象，縮小無復流的心肌面積，減少凋亡[24]。Kaga等[25]用GSK-3β抑制劑鋰或SB251763干預心肌缺血再灌注后發(fā)現(xiàn)，心肌細胞中大量β-catenin聚集，而心肌細胞和血管內(nèi)皮細胞凋亡明顯減少，這說明Wnt經(jīng)典轉(zhuǎn)導途徑的β-catenin過表達，可能會減少心肌細胞的凋亡，從而改善缺血再灌注損傷。用siRNA沉默β-catenin或是負性調(diào)節(jié)TcF的表達都可以顯著抑制Wnt3a誘導的caspase活化，表現(xiàn)出抗凋亡作用[26]，最新研究提示分泌型卷曲相關(guān)蛋白1(sFRP1)與Fz受體競爭結(jié)合Wnt3a蛋白，阻止Wnt3a-Fz-LRP5/6復合體的形成，而抑制Wnt信號通路活性，從而減少心肌細胞的凋亡和心功能衰竭[27]。

Wnt信號通路可能通過多種機制調(diào)控著心肌細胞的凋亡過程，從而影響著MI程度，但具體機制目前尚未全部闡明。

3.3 MI愈合與Wnt信號通路 MI發(fā)生后，心臟本身發(fā)揮著自身修復愈合的功能。MI早期，心肌細胞的遷移、增殖及細胞外基質(zhì)的沉積和降解都在其自身修復愈合中扮演著重要角色。梗死發(fā)生48 h后，肌纖維母細胞在梗死灶周邊遷移、增殖，分泌纖維素、膠原及纖維連接蛋白等，與細胞外沉積基質(zhì)一起保護心臟，以防心室擴張及心室壁變薄、破裂，從而維護心臟功能。MI后，Wnt信號通路的諸多組成成分的表達水平將發(fā)生不同程度的變化[7](表2)，這些改變與梗死發(fā)生后的時間相關(guān)。Fzd1、2、5及10 的上調(diào)及Fzd8的下調(diào)發(fā)生在MI后1周，Wnt2、Wnt4、Wnt10b和Wnt11表達水平升高發(fā)生在左前降支結(jié)扎后第5天[28]。這些成分表達水平的變化意味著Wnt信號通路可能與MI后的愈合相關(guān)。

Aisagbonhi等[28]研究發(fā)現(xiàn)在梗死區(qū)出現(xiàn)的肌纖維母細胞大多由內(nèi)皮間質(zhì)轉(zhuǎn)化而來，而經(jīng)典Wnt信號通路參與調(diào)節(jié)該過程，認為 β-catenin路徑在梗死后肉芽組織的形成中起著重要作用。van Gijin等[29]建立Dvl1基因敲除小鼠的MI模型，出現(xiàn)梗死后7 d內(nèi)，有75%的小鼠出現(xiàn)梗死區(qū)破裂，對照組小鼠梗死區(qū)破裂比例卻不足10%，且免疫組織化學方法檢測在發(fā)生了破裂的心臟中無β-catenin表達，相反，對照組有β-catenin表達。這足以表明在MI后修復過程中，心肌細胞連接處β-catenin的缺乏可能損傷心臟結(jié)構(gòu)的完整性，提示Dvl1基因?qū)I發(fā)展、預后的重要性。值得注意的是有研究顯示過表達Dvl1的轉(zhuǎn)基因小鼠，更容易發(fā)生嚴重的心室肥厚伴隨著心功能下降，而致過早死亡[30]。因此關(guān)于Dvl1的表達水平與心臟保護、心肌重塑的關(guān)系，仍需不斷深入研究。

表2 MI后Wnt信號通路組成成分的變化

可溶性蜷曲相關(guān)蛋白(sFRP)可抑制Wnt和Fzd蛋白的表達，從而抑制經(jīng)典及非經(jīng)典Wnt通路的活性。UM206是含13個氨基酸的封閉肽片段，能封鎖Wnt3a/Wnt5a,使之不能與受體Fzd1/2結(jié)合，最終使梗死范圍縮小，并有效阻止了向心力衰竭發(fā)展[31]。Barandon等[32]在小鼠冠狀動脈結(jié)扎模型中發(fā)現(xiàn)過表達FzdA蛋白(與sFRP1同族)的梗死區(qū)縮小，心功能增強。后續(xù)實驗中又檢測到sFRP1 的過表達引起白細胞介素-6(IL-6)(前炎性因子)的表達降低，同時增加IL-10(抗炎因子)的表達，這將改善梗死區(qū)域的血流動力學，平衡損傷修復時的炎性因子，縮小梗死范圍[33]。Mirotsou等[34]和He等[35]研究提示sFRP2能減少膠原沉積，阻止心室壁變薄，減小梗死范圍，提高心功能。

近來有研究顯示MI后纖維化的減輕與β-catenin、GSK-3β及Wnt1等的下調(diào)有關(guān)[36]。Ahmad等[37]發(fā)現(xiàn)心肌細胞糖原合成酶激酶3α(GSK-3α)的缺失可以緩和MI后的心肌重塑，減輕收縮功能不全及延緩心功能衰竭，并提出GSK-3α為MI后心肌重塑及心衰的預防提供新策略。趙琦峰等[38]采用RT-FQ-PCR技術(shù)檢測Wnt1、β-catenin mRNA在大鼠急性MI后心肌組織愈合過程中的表達，結(jié)果發(fā)現(xiàn)Wnt/β-catenin信號通路在心肌受損后可重新再次高表達，證實Wnt信號通路參與、調(diào)控急性MI后心肌組織的修復和愈合過程。

Hoehn等[39]通過轉(zhuǎn)基因技術(shù)使慢性MI小鼠模型中過表達心肌蛋白磷酸酶2A，發(fā)現(xiàn)這將導致心肌重塑不良，同時伴隨著經(jīng)典Akt/GSK3/β-catenin途徑的中斷。這也能看出Wnt信號通路在心肌重塑中的作用。

血管生成在心肌損傷修復中作用巨大，是MI后梗死區(qū)恢復血液灌注的必備條件。體外實驗提示W(wǎng)nt-frizzled 途徑與血管內(nèi)皮細胞的形成密切相關(guān)。血管內(nèi)皮細胞在含過表達Wnt1蛋白的培養(yǎng)液中增殖加速，同時增加Tcf/Lef基因轉(zhuǎn)錄[40]。

因此，Wnt信號通路在心肌損傷修復過程中起著重要作用，該效應可能在MI后康復及減少并發(fā)癥方面扮演重要角色。

4 研究MI與Wnt信號通路的意義及前景

綜上，MI的發(fā)病和愈合均與Wnt信號通路相關(guān)，深入研究兩者的關(guān)系，將對MI的預防和治療提供重要的指導作用，可能降低MI及相關(guān)并發(fā)癥的發(fā)生率和病死率，延長幸存者的生存時間，提高生活質(zhì)量。有關(guān)信號通路與MI的研究方興未艾，相信Wnt信號通路的不斷深入研究，能人為地持續(xù)性開啟或調(diào)節(jié)潛在的Wnt通路，為調(diào)控血管構(gòu)成及治療缺血性心臟病提供新的治療靶點。但目前主要局限于基礎(chǔ)、動物實驗，不同實驗研究結(jié)果不盡一致，且Wnt信號通路是一個龐大的系統(tǒng)，研究靶點極多，各靶點間又相互作用，關(guān)聯(lián)網(wǎng)絡復雜，故應用于臨床的人體的實驗，仍面臨諸多困難和挑戰(zhàn)，但值得期待。

[1]Meuten T,Hickey A,Franklin K,et al.Wnt7B in fibroblastic foci of idiopathic pulmonary fibrosis[J].Respir Res，2012,13:62.

[2]Rashid ST,Humphries JD,Byron A,et al.Proteomic analysis of extracellular matrix from the hepatic stellate cell line LX-2 identifies CYR61 and Wnt-5a as novel constituents of fibrotic liver[J].J Proteome Res,2012,11(8):4052-4064.

[3]Ouchi N,Higuchi A,Ohashi K,et al.Sfrp5 is an anti-inflammatory adipokine that modulates metabolic dysfunction in obesity[J].Science,2010,329(5990):454-457.

[4]Nusse R,Varmus HE.Many tumors induced by the mouse mammary tumor virus contain a provirus integrated in the same region of the host genome[J].Cell,1982,31(1):99-109.

[5]Nusse R,Brown A,Papkoff J,et al.A new nomenclature for int-1 and related genes:the Wnt gene family[J].Cell,1991,64(2):231.

[6]Johnson ML,Rajamannan N.Diseases of Wnt signaling[J].Rev Endocr Metab Disord，2006,7(1/2):41-49.

[7]Hermans KC,Blankesteijn WM.Wnt Signaling in Cardiac Disease[J].Compr Physiol，2015,5(3):1183-1209.

[8]Dohn TE,Waxman JS.Distinct phases of Wnt/beta-catenin signaling direct cardiomyocyte formation in zebrafish[J].Dev Biol,2012,361(2):364-376.

[9]He Z,Li H,Zuo S,et al.Transduction of Wnt11 promotes mesenchymal stem cell transdifferentiation into cardiac phenotypes[J].Stem Cells Dev,2011,20(10):1771-1778.

[10]Katoh M,Katoh M.Wnt signaling pathway and stem cell signaling network[J].Clin Cancer Res,2007,13(14):4042-4045.

[11]Mani A,Radhakrishnan J,Wang H,et al.LRP6 mutation in a family with early coronary disease and metabolic risk factors[J].Science,2007,315(5816):1278-1282.

[12]Sarzani R,Salvi F,Bordicchia M,et al.Carotid artery atherosclerosis in hypertensive patients with a functional LDL receptor-related protein 6 gene variant[J].Nutr Metab Cardiovasc Dis,2011,21(2):150-156.

[13]Go GW,Srivastava R,Hernandez-Ono A,et al.The combined hyperlipidemia caused by impaired Wnt-LRP6 signaling is reversed by Wnt3a rescue[J].Cell Metab,2014,19(2):209-220.

[14]Borrell-Pages M,Romero JC,Badimon L.Cholesterol modulates LRP5 expression in the vessel wall[J].Atherosclerosis,2014,235(2):363-370.

[15]Christman MN,Goetz DJ,Dickerson E,et al.Wnt5a is expressed in murine and human atherosclerotic lesions[J].Am J Physiol Heart Circ Physiol,2008,294(6):H2864-2870.

[16]Wang X,Xiao Y,Mou Y,et al.A role for the beta-catenin/T-cell factor signaling cascade in vascular remodeling[J].Circ Res,2002,90(3):340-347.

[17]Ezan J.FrzA/sFRP-1,a secreted antagonist of the Wnt-Frizzled pathway,controls vascular cell proliferation in vitro and in vivo[J].Cardiovasc Res,2004,63(4):731-738.

[18]Montes DOA,Guerrero F,Martinez-Moreno JM,et al.Magnesium inhibits Wnt/beta-catenin activity and reverses the osteogenic transformation of vascular smooth muscle cells[J].PLoS One,2014,9(2):e89525.

[19]席曉慧,王福文,王燕,等.早期糖尿病大鼠心肌Wnt/β-catenin信號通路的變化[J].中國藥理學通報,2015，31(3):363-366.

[20]Miyoshi T,Doi M,Usui S,et al.Low serum level of secreted frizzled-related protein 5,an anti-inflammatory adipokine,is associated with coronary artery disease[J].Atherosclerosis,2014,233(2):454-459.

[21]Kim J,Kim J,Kim DW,et al.Wnt5a induces endothelial inflammation via beta-catenin-independent signaling[J].J Immunol,2010,185(2):1274-1282.

[22]Peng W,Zhang Y,Zhu W,et al.AMPK and TNF-alpha at the crossroad of cell survival and death in ischaemic heart[J].Cardiovasc Res,2009,84(1):1-3.

[23]Guo Z,Wang JP.Blockade of spinal nerves attenuates myocardial apoptosis in acute myocardial ischaemia/infarction in rats[J].Eur J Anaesthesiol,2010,27(2):146-152.

[24]Zhao JL,Yang YJ,Cui CJ,et al.Different effects of adenosine and calcium channel blockade on myocardial no-reflow after acute myocardial infarction and reperfusion[J].Cardiovasc Drugs Ther,2006,20(3):167-175.

[25]Kaga S,Zhan L,Altaf E,et al.Glycogen synthase kinase-3beta/beta-catenin promotes angiogenic and anti-apoptotic signaling through the induction of VEGF,Bcl-2 and survivin expression in rat ischemic preconditioned myocardium[J].J Mol Cell Cardiol,2006,40(1):138-147.

[26]Zhang Z,Deb A,Zhang Z,et al.Secreted frizzled related protein 2 protects cells from apoptosis by blocking the effect of canonical Wnt3a[J].J Mol Cell Cardiol,2009,46(3):370-377.

[27]Tao J,Abudoukelimu M,Ma YT,et al.Secreted frizzled related protein 1 protects H9C2 cells from hypoxia/re-oxygenation injury by blocking the Wnt signaling pathway[J].Lipids Health Dis,2016,15(1):72.

[28]Aisagbonhi O,Rai M,Ryzhov S,et al.Experimental myocardial infarction triggers canonical Wnt signaling and endothelial-to-mesenchymal transition[J].Dis Model Mech,2011,4(4):469-483.

[29]van Gijn ME,Daemen MJ,Smits JF,et al.The Wnt-frizzled cascade in cardiovascular disease[J].Cardiovasc Res,2002,55(1):16-24.

[30]Malekar P,Hagenmueller M,Anyanwu A,et al.Wnt signaling is critical for maladaptive cardiac hypertrophy and accelerates myocardial remodeling[J].Hypertension,2010,55(4):939-945.

[31]Laeremans H,Hackeng TM,van Zandvoort MA,et al.Blocking of frizzled signaling with a homologous peptide fragment of Wnt3a/Wnt5a reduces infarct expansion and prevents the development of heart failure after myocardial infarction[J].Circulation,2011,124(15):1626-1635.

[32]Barandon L,Couffinhal T,Ezan J,et al.Reduction of infarct size and prevention of cardiac rupture in transgenic mice overexpressing FrzA[J].Circulation,2003,108(18):2282-2289.

[33]Barandon L,Casassus F,Leroux L,et al.Secreted frizzled-related protein-1 improves postinfarction scar formation through a modulation of inflammatory response[J].Arterioscler Thromb Vasc Biol,2011,31(11):e80-87.

[34]Mirotsou M,Zhang Z,Deb A,et al.Secreted frizzled related protein 2 (Sfrp2) is the key Akt-mesenchymal stem cell-released paracrine factor mediating myocardial survival and repair[J].Proc Natl Acad Sci U S A,2007,104(5):1643-1648.

[35]He W,Zhang L,Ni A,et al.Exogenously administered secreted frizzled related protein 2 (Sfrp2) reduces fibrosis and improves cardiac function in a rat model of myocardial infarction[J].Proc Natl Acad Sci U S A,2010,107(49):21110-21115.

[36]Zhao X,Hua Y,Chen H,et al.Aldehyde dehydrogenase-2 protects against myocardial infarction-related cardiac fibrosis through modulation of the Wnt/beta-catenin signaling pathway[J].Ther Clin Risk Manag,2015,11:1371-1381.

[37]Ahmad F,Lal H,Zhou J,et al.Cardiomyocyte-specific deletion of Gsk3alpha mitigates post-myocardial infarction remodeling,contractile dysfunction,and heart failure[J].J Am Coll Cardiol,2014,64(7):696-706.

[38]趙琦峰,杜杰,吳國偉,等.大鼠急性心肌梗死后心肌組織中Wnt-1和β-catenin的mRNA表達[J].中華急診醫(yī)學雜志,2011,20(5):489-493.

[39]Hoehn M,Zhang Y,Xu J,et al.Overexpression of protein phosphatase 2A in a murine model of chronic myocardial infarction leads to increased adverse remodeling but restores the regulation of beta-catenin by glycogen synthase kinase 3beta[J].Int J Cardiol,2015,183:39-46.

[40]Daskalopoulos EP,Janssen BJ,Blankesteijn WM.Targeting Wnt signaling to improve wound healing after myocardial infarction[J].Methods Mol Biol,2013,1037:355-380.

10.3969/j.issn.1671-8348.2017.06.041

瀘州-西南醫(yī)科大學聯(lián)合科研項目(Lz-LY-73)。

劉玉(1988-)，在讀碩士，主要從事危急重癥醫(yī)學研究?！?/p>

，E-mail:zhongwu2876@sina.com。

R542.2+2

A

1671-8348(2017)06-0845-04

2016-10-07

2016-11-16)