縱加強(qiáng)，韓志海

間質(zhì)性肺疾?。╥nterstitial lung diseases，ILDs）是一組以肺間質(zhì)及肺泡腔損害為主的疾病，組織學(xué)上表現(xiàn)為肺泡壁被各種炎癥細(xì)胞、纖維蛋白和正常肺泡壁增殖的細(xì)胞所浸潤(rùn)。ILDs 肺纖維化過程中涉及多條信號(hào)通路，其中Wnt信號(hào)通路廣泛參與肺纖維化過程，機(jī)體正常的生理過程中能夠促進(jìn)肺的生長(zhǎng)和發(fā)育，而在損傷修復(fù)過程中可被過度激活導(dǎo)致肺纖維化，其中特發(fā)性肺纖維化（idiopathic pul‐monary fibrosis ,IPF）的研究最為成熟，如特征性的胸膜下纖維化可能與Wnt5a的受體或共受體ROR2有關(guān)、β-catenin 的核積聚是肺纖維化共同的特征、經(jīng)典的Wnt 信號(hào)通路在細(xì)胞及動(dòng)物纖維化模型中普遍被檢測(cè)到了異常激活；繼發(fā)性肺纖維化如新型冠狀病毒（SARS-CoV-2）引起的新型冠狀病毒肺炎（COVID-19）、結(jié)締組織?。╟onnective tissue dis‐eases，CTD）及煙霧相關(guān)肺纖維化也發(fā)現(xiàn)Wnt 信號(hào)通路過度激活。另外基于Wnt 信號(hào)通路的治療也有了一定的進(jìn)展。

1 Wnt信號(hào)通路

Wnt 信號(hào)通路可分為經(jīng)典Wnt 信號(hào)通路（即Wnt/β-catenin 信號(hào)通路）和非經(jīng)典Wnt 信號(hào)通路。其中，β-catenin 是介導(dǎo)經(jīng)典Wnt 信號(hào)的關(guān)鍵分子，在胞內(nèi)由APC、Axin 及GSK-3β 等組成的β-catenin降解復(fù)合體控制，轉(zhuǎn)入核內(nèi)可促進(jìn)靶基因的轉(zhuǎn)錄[1]；非經(jīng)典Wnt 信號(hào)通路主要包括Wnt/Ca2+通路、Wnt/PCP通路[2]。

經(jīng)典與非經(jīng)典Wnt 信號(hào)通路的區(qū)別不僅在于是否依賴β-catenin分子，非經(jīng)典Wnt信號(hào)通路還需要不同的G蛋白進(jìn)行信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)[3]；兩者相互影響，非經(jīng)典Wnt 信號(hào)通路不僅可以通過影響GSK 的磷酸化調(diào)節(jié)經(jīng)典Wnt信號(hào)，還可以與Hippo-YAP/TAZ 信號(hào)通路相互作用，增加經(jīng)典Wnt信號(hào)通路傳導(dǎo)抑制劑的分泌，如Dickkopf-1（Dkk-1），Wnt5a/b 等。此外，Wnt-FZD 信號(hào)傳導(dǎo)的過程很大程度上取決于細(xì)胞內(nèi)環(huán)境中不同Wnt 配體的相對(duì)密度，LRP5/6 及Dvl 的選擇作用也決定信號(hào)傳導(dǎo)方向[4]。因此兩者整體效應(yīng)在通路水平上可能最終取決于多種配體-受體連接和不同途徑的綜合影響。

病理?xiàng)l件下Wnt信號(hào)通路失調(diào)，當(dāng)修復(fù)過程轉(zhuǎn)變?yōu)槁詴r(shí)可導(dǎo)致纖維化發(fā)生，表現(xiàn)為持續(xù)損傷修復(fù)、機(jī)體細(xì)胞重新編譯、細(xì)胞外基質(zhì)異常沉積，最終導(dǎo)致功能障礙。 目前研究提示異常的Wnt/β -catenin 信號(hào)傳導(dǎo)可能是心臟、肝臟、皮膚、肺等纖維化中關(guān)鍵的信號(hào)傳導(dǎo)途徑，有可能成為纖維化疾病治療的新靶點(diǎn)。

2 Wnt信號(hào)通路與特發(fā)性肺纖維化

IPF 的組織學(xué)特征是進(jìn)行性肺部瘢痕形成和出現(xiàn)普通間質(zhì)性肺炎（usual interstitial pneumonia，UIP），如上皮下成纖維細(xì)胞灶、胸膜下肺纖維化和網(wǎng)格樣改變，目前認(rèn)為肺成纖維細(xì)胞的過度增殖是纖維化發(fā)生的最直接原因，動(dòng)物實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)纖維灶中約33%的成纖維細(xì)胞來(lái)自上皮細(xì)胞間質(zhì)轉(zhuǎn)化（epithelial-mesenchymal transition, EMT） ，約20%來(lái)自骨髓干細(xì)胞[5]，間充質(zhì)干細(xì)胞及其他來(lái)源約占剩余50%。

EMT 是肺纖維化關(guān)鍵一環(huán)，支氣管-肺泡連接處和胸膜下上皮異常增殖分化為成纖維細(xì)胞，這種特殊區(qū)域的改變可以解釋IPF/UIP典型的胸膜下網(wǎng)格樣改變。Liu等人[6]的研究結(jié)果也表明小鼠胸膜間皮細(xì)胞與胸膜下區(qū)域的肺成纖維細(xì)胞可互相干擾，促進(jìn)間皮-間質(zhì)轉(zhuǎn)化及成纖維細(xì)胞向肌成纖維細(xì)胞轉(zhuǎn)化，同時(shí)激活Wnt/β-catenin、TGF-β1 和CD147 信號(hào)通路，促進(jìn)肺纖維化。有研究還發(fā)現(xiàn)在氣道損傷誘導(dǎo)的II型肺泡上皮細(xì)胞中，經(jīng)典Wnt信號(hào)被激活，進(jìn)而促進(jìn)間質(zhì)成纖維細(xì)胞的增殖和肺組織重塑，短暫性重塑可消退，而持續(xù)性重塑會(huì)導(dǎo)致肺纖維化[7]；其次在肺內(nèi)皮細(xì)胞中經(jīng)典的Wnt/β-catenin 信號(hào)會(huì)使血管周圍成纖維細(xì)胞向肌成纖維細(xì)胞樣轉(zhuǎn)變，導(dǎo)致細(xì)胞外基質(zhì)（extracellular matrix ，ECM）積累和組織硬度增加，進(jìn)一步促進(jìn)肺纖維化[8]。

經(jīng)典Wnt 信號(hào)也參與間充質(zhì)干細(xì)胞向成纖維細(xì)胞的分化。TGF-β1可使肺駐留的間充質(zhì)干細(xì)胞驅(qū)動(dòng)分化為肌成纖維細(xì)胞，伴隨p-GSK-3β 明顯上調(diào)，β-catenin 持續(xù)累積，加快基因轉(zhuǎn)錄，增加ECM的沉積，而ICG-001（β-連環(huán)蛋白/CBP 特異抑制劑）可阻斷上述改變[5]。另外一些成熟細(xì)胞也可以提供干細(xì)胞功能，在特定的微環(huán)境下，Wnt 信號(hào)通路控制細(xì)胞的增殖和分化。如肺泡成纖維細(xì)胞可分泌Wnt5a 及少量一種或兩種其他Wnt，包括Wnt2、Wnt2b、Wnt4 和Wnt9a，少數(shù)位于單個(gè)成纖維細(xì)胞附近的Wnt靶標(biāo)Axin2（+）肺泡II型細(xì)胞可維持其干細(xì)胞活性，脫離該微環(huán)境便分化為肺泡I 型細(xì)胞[9]；同樣Axin2（+）肌成纖維祖細(xì)胞在損傷后優(yōu)先產(chǎn)生肌成纖維細(xì)胞[10]，分泌大量ECM，促進(jìn)肺纖維化。

上述研究均證實(shí)了Wnt信號(hào)通路在IPF中的致纖維化作用。治療上盡管進(jìn)行了許多臨床前的研究，如上述ICG-001、Linderapyrone（抑制TCF/β -catenin 活性）、Wnt-C59（減少β-連環(huán)蛋白和NF-κB的相互作用）等，但臨床中目前IPF并無(wú)Wnt相關(guān)的特效治療藥物，上述發(fā)現(xiàn)既有助于解釋IPF 發(fā)病的機(jī)制，也可為進(jìn)一步尋找新的治療靶點(diǎn)提供參考。

3 Wnt信號(hào)通路與繼發(fā)性肺間質(zhì)纖維化

3.1 Wnt信號(hào)通路和COVⅠD-19 相關(guān)肺纖維化 研究發(fā)現(xiàn)去年開始流行的COVID-19患者在急性期間部分胸部CT 已經(jīng)顯示出肺纖維化改變[11]，隨后我國(guó)學(xué)者進(jìn)行的世界首例COVID-19大體解剖及后續(xù)學(xué)者進(jìn)行的肺穿刺病理也均提示不同程度的肺纖維化改變[12]。

急性呼吸窘迫綜合征（acute respiratory distress syndrome ，ARDS）是繼發(fā)性肺纖維化最重要的危險(xiǎn)因素之一，有研究數(shù)據(jù)顯示約14.8%[13]COVID-19 患者最終發(fā)展為ARDS。多項(xiàng)關(guān)于COVID-19 的研究發(fā)現(xiàn)參與肺纖維化的細(xì)胞因子TGF-β、IL-6、TNF-α等增加[14]，進(jìn)一步研究表明TGF-β 和經(jīng)典Wnt 信號(hào)通路以正反饋方式相互上調(diào)，在COVID-19患者中，TGF-β 刺激經(jīng)典Wnt 信號(hào)通路過度激活，導(dǎo)致肺纖維化和肺部感染的風(fēng)險(xiǎn)增加[15]。

在膿毒癥或ARDS 中，Wnt5a 信號(hào)激活在肺部炎癥和纖維化中起關(guān)鍵作用，Wnt5a 是成纖維細(xì)胞增殖的重要調(diào)節(jié)劑，具有抗凋亡的作用，可促進(jìn)ECM 沉積[16]；Wnt11 蛋白可通過調(diào)節(jié)NF-κB 活性，抑制炎癥性細(xì)胞因子的誘導(dǎo)[17]，Wnt5a 和Wnt11 對(duì)炎癥反應(yīng)具有彼此相反的功能。為了研究Wnt5a和Wnt11與COVID-19的相關(guān)性，Eun等人[18]收集了SARS-CoV-2 檢測(cè)陰性的正常人、SARS-CoV-2 患者、SARS-CoV-2 ARDS 患者以及感染SARS-CoV-2住院后出院患者的血液，發(fā)現(xiàn)Wnt5a 可促進(jìn)炎癥，是預(yù)示SARS-CoV-2 ARDS 患者預(yù)后不良的指標(biāo)；Wnt11 可有效抑制炎癥反應(yīng)和細(xì)胞因子的產(chǎn)生，可能是疾病生存能力良好的指標(biāo)。

最新研究表明COVID-19血清中TGF-β的顯著增加，使Wnt5a 表達(dá)上調(diào)[19]。因此，單純中和Wnt5a效果可能不佳，需進(jìn)一步研究Wnt與TGF-β 信號(hào)通路在COVID-19 患者中關(guān)系，在通路水平上尋找可能早期抑制纖維化發(fā)展的治療措施。

3.2 Wnt 信號(hào)通路在結(jié)締組織病相關(guān)肺纖維化中的作用 肺是CTD 常見的侵襲器官, ILDs 已成為CTD患者發(fā)病和死亡的主要原因[20]。

研究發(fā)現(xiàn)系統(tǒng)性硬化癥（systemic sclerosis，SSc）最常與ILDs 相關(guān)。Christian 等人[21]發(fā)現(xiàn)在SSc患者皮膚中，成纖維細(xì)胞β-catenin的核水平顯著增加，并且與Wnt1 和Wnt10b 的表達(dá)增加有關(guān)；βcatenin 的特異性缺失則抑制博來(lái)霉素誘導(dǎo)的皮膚纖維化。 Anna 等人[22]也發(fā)現(xiàn)SSc 相關(guān)的晚期肺纖維化患者中肺成纖維細(xì)胞灶、纖維母細(xì)胞、氣道和肺泡上皮細(xì)胞中核β-catenin蓄積，促進(jìn)肺成纖維細(xì)胞的遷移和增殖。上述可見β-catenin 是SSc 中成纖維細(xì)胞活化和組織纖維化的關(guān)鍵因素，經(jīng)典Wnt信號(hào)通路參與SSc相關(guān)肺纖維化。

為證實(shí)Wnt作用，使用重組sFRP4（Wnt通路拮抗劑）可降低β-catenin 和α-SMA 表達(dá)的水平以及肌成纖維細(xì)胞的數(shù)量。最近的研究也發(fā)現(xiàn)SSc 真皮成纖維細(xì)胞中，microRNA27a-3p 水平顯著升高，從表觀遺傳上降低了sFRP1 水平，導(dǎo)致Wnt 信號(hào)傳導(dǎo)增強(qiáng)[23]。這表明同其他組織纖維化一樣，藥物或通路抑制劑可通過干擾Wnt 信號(hào)抑制成纖維細(xì)胞增殖、分化和EMT來(lái)控制肺纖維化。

3.3 Wnt 信號(hào)通路和煙霧吸入致肺間質(zhì)纖維化目前研究表明香煙煙霧提取物（cigarette smoke extract，CSE）可以顯著增加人胚肺成纖維細(xì)胞α-SMA的表達(dá)，表明CSE可以促進(jìn)肺成纖維細(xì)胞向成肌纖維細(xì)胞的分化[24]?；馂?zāi)時(shí)煙霧吸入性急性肺損傷（smoke induced acute lung injury，SI-ALI）涉及炎癥反應(yīng)、氧化應(yīng)激等，后期也發(fā)現(xiàn)了纖維化改變。Feng 等人[25]使用自制的煙霧發(fā)生器發(fā)現(xiàn)大鼠煙霧吸入后第28 天肺組織出現(xiàn)明顯的膠原蛋白沉積；LC等人[26]在大鼠上證明了隨著時(shí)間的延長(zhǎng)，煙霧吸入后的肺組織中馬松染色及天狼星紅染色顯示膠原沉積逐漸增加。因此，作者推斷CSE及SI-ALI導(dǎo)致的纖維化與IPF 的發(fā)生可能有相同的機(jī)制，都涉及Wnt信號(hào)通路的過度激活。

為了驗(yàn)證上述觀點(diǎn)，Marco將A549細(xì)胞暴露于CSE后，Wnt受體過度表達(dá)，經(jīng)典Wnt信號(hào)通路被激活，EMT相關(guān)的基因及蛋白表達(dá)失調(diào)，如波形蛋白、MMP-2、MMP-7、TGF-β1，趨化因子CCL-2表達(dá)顯著增高，A549 細(xì)胞也逐漸變成細(xì)長(zhǎng)形狀的成纖維細(xì)胞且具有更高的遷移能力[27]。這表明從細(xì)胞層面上CSE 通過Wnt信號(hào)通路參與EMT，誘導(dǎo)各種促纖維化基因的表達(dá)，并促進(jìn)成纖維細(xì)胞的遷移，加速肺纖維化的發(fā)生。Yumei 也發(fā)現(xiàn)人皮膚瘢痕組織的成纖維細(xì)胞（keloid fibroblasts, KFB）中β-catenin表達(dá)明顯增加，敲除β-catenin 或Wnt2 基因都會(huì)抑制經(jīng)典Wnt 信號(hào)通路和細(xì)胞周期蛋白cyclin D1 表達(dá)，KFB 細(xì)胞的生長(zhǎng)明顯變慢，細(xì)胞倍增時(shí)間顯著延長(zhǎng)，并抑制纖維化表型[28]。上述研究說明無(wú)論在肝臟、腎臟、皮膚，都有證據(jù)表明Wnt信號(hào)通路的激活促進(jìn)纖維化是一個(gè)普遍的現(xiàn)象，為火災(zāi)煙霧相關(guān)的研究奠定基礎(chǔ)。

目前為止，火災(zāi)煙霧吸入性肺纖維化相關(guān)報(bào)道較少提及，與Wnt 信號(hào)通路相關(guān)的文獻(xiàn)很少，考慮CSE 與火災(zāi)煙霧成分的差別，肺部微環(huán)境與皮膚、腎臟等的差異，需要進(jìn)一步通過細(xì)胞及動(dòng)物實(shí)驗(yàn)探索Wnt/β-catenin 信號(hào)通路與煙霧吸入性肺纖維的關(guān)系，為尋找相關(guān)治療提供可能。

3.4 經(jīng)典Wnt 信號(hào)通路參與百草枯中毒引起的肺纖維化 研究發(fā)現(xiàn)百草枯纖維化肺組織中Wnt/βcatenin 信號(hào)分子，如MMP - 2、β - catenin、Wnt3a、Wnt10b、Cyclin D1 和WISP1 等表達(dá)水平顯著升高，肺上皮細(xì)胞和成纖維細(xì)胞分化為肌成纖維細(xì)胞，而這一作用在體內(nèi)外均可被Wnt 信號(hào)通路的拮抗劑Dkk-1抑制。更加說明了Wnt信號(hào)通路參與肺纖維化的普遍性。

4 Wnt信號(hào)通路相關(guān)治療

4.1 Dkk-1 Dkk-1 是天然的Wnt信號(hào)通路拮抗劑，通過結(jié)合LRP5/6、Kremen-1/2拮抗β-catenin信號(hào)傳導(dǎo)，已被證實(shí)在細(xì)胞實(shí)驗(yàn)及動(dòng)物實(shí)驗(yàn)可以抑制纖維化相關(guān)分子的表達(dá)，如α-SMA、膠原蛋白，減輕肺纖維化及肝臟纖維化[6]。

Alfiya 發(fā)現(xiàn)Dkk-1 過表達(dá)可改善由I 型TGF-β受體信號(hào)誘導(dǎo)的皮膚纖維化，并在其他TGF-β依賴性動(dòng)物模型中預(yù)防了纖維化。Dkk-1的過度表達(dá)在Tsk-1 小鼠的炎癥模型以及炎癥非依賴性模型（如纖維化）中阻止了纖維化。Dkk-1 表達(dá)水平降低可導(dǎo)致人纖維化中經(jīng)典Wnt 途徑的激活，目前Dkk-1被研究作為其他疾病的潛在治療靶點(diǎn)（如肝纖維化），與靶向單個(gè)Wnt 蛋白相比，Dkk-1 可以更廣泛地抑制經(jīng)典Wnt 信號(hào)通路。因此，Dkk-1 及其類似物可能是通過Wnt信號(hào)途徑抗纖維化的有效手段。

4.2 sFRPs sFRPs 也是一種天然的拮抗Wnt 的分泌蛋白，可抑制Wnt 與Wnt 受體之間的相互作用，從而阻斷Wnt 信號(hào)的傳導(dǎo)。在肛門括約肌損傷相關(guān)的纖維化的兔模型中，切開肛門外括約?。╡x‐ternal anal sphincter, EAS）后纖維組織替代，免疫組化發(fā)現(xiàn)β-catenin 活化，纖維化標(biāo)志物水平增加了1.5～2 倍，局部注射sFRP-2 可減弱β 連環(huán)蛋白的活化和纖維化，EAS 肌肉含量和功能得到顯著改善[29]；sFRP-1 基因敲除的小鼠隨著年齡的增長(zhǎng)也出現(xiàn)了明顯的心臟纖維化及心功能惡化[30]。因此sFRPs 的異常分泌會(huì)導(dǎo)致纖維化的發(fā)生，抑制sFRPs可能會(huì)有效抑制纖維化。

4.3 阻斷Wnt信號(hào)傳導(dǎo)的藥物 從阻斷Wnt信號(hào)傳導(dǎo)的角度，有學(xué)者認(rèn)為最有效的靶標(biāo)是TCF 與βcatenin 的復(fù)合物，因其是信號(hào)傳導(dǎo)的關(guān)鍵連接點(diǎn)，并在通路下游起關(guān)鍵作用。盡管有學(xué)者提出幾種該復(fù)合物的抑制劑，如PKF115-854 和CGP049090，但由于其表面不易被抑制劑取代，因此還需進(jìn)一步研究。研究顯示，Wnt途徑中最特異性的小分子抑制劑可能是IWP-2，可高度選擇性滅活Porc，從而阻斷Wnt 蛋白?；?，但目前該藥物的應(yīng)用僅限于細(xì)胞培養(yǎng)實(shí)驗(yàn)。

5 總結(jié)

大量的證據(jù)支持Wnt 信號(hào)通路是器官纖維化的重要原因，無(wú)論是IPF 還是繼發(fā)性的纖維化改變，Wnt信號(hào)的激活可能是不同的肺纖維化疾病的共同特征，同一種疾病也可同時(shí)涉及經(jīng)典及非經(jīng)典的Wnt 信號(hào)通路。動(dòng)物實(shí)驗(yàn)中Wnt 信號(hào)抑制劑干預(yù)纖維化是進(jìn)一步開發(fā)減弱或消除器官纖維化的藥物的重要基礎(chǔ)。因此，進(jìn)一步探索Wnt信號(hào)通路與其他致纖維化通路間相互的關(guān)系至關(guān)重要，如TGF-β 與Wnt 信號(hào)通路，未來(lái)需要更多的臨床前及臨床研究來(lái)加以論證。