陳 爽 張曉敏

(天津醫(yī)科大學(xué)眼科醫(yī)院,天津 300384)

自身免疫性疾病(autoimmune disease,AID)是一類免疫應(yīng)答紊亂致使免疫系統(tǒng)對(duì)自身抗原攻擊所產(chǎn)生的疾病。已知的AID有80多種，其分類廣泛，患病率為7.6%～9.4%，但其發(fā)病機(jī)制尚不明確[1]。AID的治療多選用激素和免疫抑制劑，長(zhǎng)期使用會(huì)對(duì)機(jī)體產(chǎn)生較大的副作用；新型生物制劑具有更強(qiáng)的靶向性，但其長(zhǎng)期療效和安全性還需進(jìn)一步研究[2]。通過(guò)研究AID的免疫學(xué)和分子生物學(xué)機(jī)制，可采用基因治療的方式調(diào)節(jié)炎癥因子的水平以及淋巴細(xì)胞浸潤(rùn)的部位，提高臨床療效[3]。

Wnt信號(hào)通路在淋巴細(xì)胞的發(fā)育、分化及功能維持中發(fā)揮重要作用，Wnt信號(hào)傳導(dǎo)可調(diào)控Th17細(xì)胞的分化、細(xì)胞毒性T細(xì)胞的活化、DC的免疫耐受性、CD8+記憶性T細(xì)胞的形成、調(diào)節(jié)性T細(xì)胞的數(shù)量和功能[4-7]。多項(xiàng)研究表明，Wnt信號(hào)通路在多種AID中異常表達(dá)，在動(dòng)物模型中，改變Wnt信號(hào)的激活狀態(tài)可有效改善AID病情[8-11]。

1 Wnt信號(hào)通路的組成結(jié)構(gòu)

Wnt信號(hào)通路是一條高度保守的信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)通路，最早發(fā)現(xiàn)于36年前，研究小鼠病毒性乳腺腫瘤時(shí)發(fā)現(xiàn)了原癌基因int1，后來(lái)證實(shí)其與果蠅無(wú)翅基因(Wingless)同源[12]。于是將二者合并命名為Wnt，目前在哺乳動(dòng)物中發(fā)現(xiàn)了19種Wnt配體。除Wnt配體外，Wnt信號(hào)通路的主要組成成分還包括跨膜受體、抑制劑和靶基因。

Wnt信號(hào)通路分為Wnt/β-catenin信號(hào)通路、Wnt/Planar Cell Polarity(PCP)信號(hào)通路和 Wnt/Calcium(Ca2+)信號(hào)通路；其中，Wnt/β-catenin信號(hào)通路被稱為Wnt經(jīng)典通路，而后兩者被稱為非經(jīng)典Wnt通路。

2 Wnt信號(hào)通路的調(diào)控機(jī)制

2.1經(jīng)典Wnt信號(hào)通路 Wnt/β-catenin信號(hào)通路的標(biāo)志是β-catenin向核內(nèi)聚集轉(zhuǎn)移、在核內(nèi)激活目的基因。軸蛋白Axin、腺瘤樣結(jié)腸息肉易感基因APC、酪氨酸蛋白激酶CK1、糖原合成酶激酶 GSK3共同組成Axin復(fù)合體，調(diào)節(jié)細(xì)胞質(zhì)中β-catenin的穩(wěn)定性，在Wnt/β-catenin信號(hào)輸出中起關(guān)鍵作用[13-14]。在缺乏特異性Wnt配體時(shí)，細(xì)胞膜內(nèi)的β-catenin結(jié)合在Axin復(fù)合體上，CK1和GSK3依次磷酸化β-catenin的氨基端，使β-catenin被E3泛素連接酶亞基β-Trcp識(shí)別，隨后β-catenin被泛素化并降解[13-14]。當(dāng)Wnt配體與跨膜蛋白Frizzled(Fzd)受體和共受體低密度脂蛋白受體相關(guān)蛋白LRP6結(jié)合，形成類似于Wnt-Fz-LRP6的復(fù)合體時(shí)，Wnt/β-catenin信號(hào)通路被激活；同時(shí)招募支架蛋白Dishevelled(Dvl)，導(dǎo)致LRP6磷酸化并活化，Axin復(fù)合體與磷酸化的LRP6結(jié)合；同時(shí)Axin復(fù)合體介導(dǎo)的β-catenin磷酸化被抑制，β-catenin穩(wěn)定聚集并轉(zhuǎn)移進(jìn)入細(xì)胞核，同TCF/LEF結(jié)合形成復(fù)合體，激活Wnt下游靶基因轉(zhuǎn)錄表達(dá)[13-14]。

2.2非經(jīng)典Wnt信號(hào)通路 Wnt/Ca2+信號(hào)通路是通過(guò)磷脂酶介導(dǎo)的，導(dǎo)致細(xì)胞內(nèi)游離鈣離子瞬時(shí)增加，進(jìn)而激活蛋白激酶PKC和鈣調(diào)蛋白介導(dǎo)的蛋白激酶CaMKⅡ，促進(jìn)活化T細(xì)胞核因子NFAT的轉(zhuǎn)錄過(guò)程、阻斷β-catenin信號(hào)通路或參與細(xì)胞黏附等[15]。Wnt配體與Fzd受體結(jié)合，和共受體Ror1/2相互作用，膜結(jié)合酶PLC使膜結(jié)合型磷脂酰肌醇二膦酸脂產(chǎn)生肌醇三磷酸IP3和二酰基甘油DAG，而Dvl、Axin和GSK組成Dvl-Axin-GSK三聯(lián)復(fù)合體，介導(dǎo)共受體Ror的磷酸化。IP3引起內(nèi)質(zhì)網(wǎng)釋放Ca2+，隨后Cn和CaMKⅡ被激活，進(jìn)而分別激活NFAT和NFκB；DAG被內(nèi)質(zhì)網(wǎng)釋放的Ca2+激活，隨后激活PKC，進(jìn)而激活NFκB和CREB；NFAT、NFκB和CREB轉(zhuǎn)移入核并轉(zhuǎn)錄下游基因[15]。

Wnt/PCP信號(hào)通路的核心分子包括Fzd、Van Gogh(Vang)、Dvl、Prickle和Diego，在細(xì)胞內(nèi)形成Fzd-Dvl-Diego-stan復(fù)合體和Vang-Prickle復(fù)合體，其中Diego連接Dvl正向調(diào)節(jié)Wnt/PCP信號(hào)通路，而Prickle通過(guò)阻斷兩者的連接負(fù)向調(diào)節(jié)Wnt/PCP信號(hào)[16-17]。Wnt/PCP信號(hào)通路導(dǎo)致GTP酶RhoA和Rac1的激活，從而激活氨基末端激酶JNK和Rho相關(guān)的蛋白激酶ROCK，并導(dǎo)致細(xì)胞骨架的重塑、細(xì)胞黏附和運(yùn)動(dòng)的改變[16-17]。

3 Wnt信號(hào)通路與AID

Wnt信號(hào)通路在淋巴細(xì)胞的增殖分化，以及功能維持中發(fā)揮重要作用。Wnt信號(hào)通路調(diào)節(jié)胸腺和外周淋巴組織中T細(xì)胞的發(fā)育和分化過(guò)程，在T細(xì)胞分化的任何階段，該途徑的功能障礙可導(dǎo)致嚴(yán)重的自身免疫，包括實(shí)驗(yàn)性自身免疫性腦脊髓炎或免疫缺陷[18]。Wnt信號(hào)可以調(diào)控DC引起強(qiáng)大的調(diào)節(jié)性T細(xì)胞反應(yīng)，Wnt信號(hào)通路代表抗原提呈細(xì)胞抑制過(guò)度炎癥的分子開(kāi)關(guān)，從而保護(hù)宿主免受免疫介導(dǎo)的病理?yè)p傷[19]。在多種AID中，Wnt信號(hào)存在異常表達(dá)。

3.1Wnt信號(hào)通路與多發(fā)性硬化(multiple scler-osis,MS) MS是一種中樞神經(jīng)系統(tǒng)(central nervous system,CNS)脫髓鞘疾病，其特征在于髓鞘丟失和神經(jīng)元變性。實(shí)驗(yàn)性自身免疫性腦脊髓炎(experimental autoimmune encephalomyelitis,EAE)的小鼠已被廣泛用于模擬MS相關(guān)的神經(jīng)系統(tǒng)并發(fā)癥，包括CNS脫髓鞘、神經(jīng)炎癥和運(yùn)動(dòng)損傷。SCHNEIDER等[20]檢測(cè)了EAE小鼠脊髓中Wnt信號(hào)蛋白的表達(dá)，發(fā)現(xiàn)Wnt信號(hào)通路在脊髓中顯著上調(diào)，且Wnt信號(hào)通路的異常激活有助于EAE相關(guān)慢性疼痛的進(jìn)展。隨后，LENGFELD等[21]發(fā)現(xiàn)在人MS和小鼠EAE模型的CNS內(nèi)皮細(xì)胞中，經(jīng)典Wnt信號(hào)通路上調(diào)。通過(guò)Wnt信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)報(bào)告小鼠Axin2(LacZ)，SCHNEIDER等[20]還發(fā)現(xiàn)Wnt信號(hào)傳導(dǎo)的增強(qiáng)可能支持神經(jīng)源過(guò)程以應(yīng)對(duì)免疫介導(dǎo)的神經(jīng)炎癥時(shí)的神經(jīng)元缺陷。最近有一項(xiàng)研究證明，中樞神經(jīng)系統(tǒng)脫髓鞘后，脫髓鞘白質(zhì)內(nèi)的離散生態(tài)位中形成的獨(dú)特微環(huán)境決定了少突膠質(zhì)前體細(xì)胞OPCs分化為再生髓鞘少突膠質(zhì)細(xì)胞OLs還是再生髓鞘雪旺細(xì)胞SCs[22]。通過(guò)轉(zhuǎn)錄組圖譜比較，這一生態(tài)位富含骨形態(tài)發(fā)生蛋白(bone morphogenetic proteins,BMPs)和Wnt信號(hào)通路的分泌配體，這些配體由激活的OPCs和內(nèi)皮細(xì)胞產(chǎn)生；而非血管區(qū)的反應(yīng)性星形膠質(zhì)細(xì)胞表達(dá)BMP/Wnt的雙重拮抗劑Sostdc1[22]。血腦屏障(blood brain barrier,BBB)的破壞是MS的一個(gè)明確而早期的特征，它直接損害CNS，促進(jìn)免疫細(xì)胞浸潤(rùn)，并影響臨床療效。在EAE/MS中，CNS血管中活化的Wnt/β-catenin信號(hào)恢復(fù)了部分BBB的功能，限制了免疫細(xì)胞向中樞神經(jīng)系統(tǒng)的浸潤(rùn)[21]。全基因組關(guān)聯(lián)研究顯示，單核苷酸多態(tài)性rs1335532的微小變異與MS的低風(fēng)險(xiǎn)相關(guān)，保護(hù)性的rs1335532等位基因?yàn)閃nt信號(hào)通路的靶基因ASCL2轉(zhuǎn)錄因子創(chuàng)造了功能結(jié)合位點(diǎn)；在保護(hù)性的rs1335532等位基因存在的情況下，Wnt信號(hào)通路的激活導(dǎo)致CD58啟動(dòng)子活性增加，CD58結(jié)合CD2受體刺激調(diào)節(jié)性T細(xì)胞，發(fā)揮對(duì)MS的保護(hù)作用[23]。Wnt信號(hào)通路在MS中顯著上調(diào)，發(fā)揮保護(hù)作用。

3.2Wnt信號(hào)通路與類風(fēng)濕關(guān)節(jié)炎(rheumatoid arthritis,RA) RA是一種病因不明的對(duì)稱性多關(guān)節(jié)AID，目前認(rèn)為是由類風(fēng)濕因子和抗瓜氨酸肽抗體ACPA 2種已知抗體引起的，其特征是滑膜炎癥和增殖、伴有軟骨侵蝕和骨丟失，臨床表現(xiàn)為持續(xù)的滑膜炎癥、關(guān)節(jié)炎癥和關(guān)節(jié)破壞[24-25]。成纖維細(xì)胞樣滑膜細(xì)胞(fibroblast-like synoviocytes,FLS)在RA的發(fā)病機(jī)制中發(fā)揮重要作用，而β-catenin信號(hào)通路有助于RA中FLS的穩(wěn)定活化。Wnt拮抗劑Dickkopf-1(DKK-1)是FLS在炎癥中分泌的，該蛋白被認(rèn)為是RA成骨細(xì)胞-破骨細(xì)胞軸失衡的主要調(diào)節(jié)因子[26]。通過(guò)薈萃分析評(píng)估發(fā)現(xiàn)，RA患者血清DKK-1水平較健康對(duì)照組升高，表明DKK-1在RA的發(fā)病機(jī)制和治療中具有重要作用[27]。腫瘤壞死因子生物抑制劑的治療會(huì)迅速降低RA患者血清中DKK-1水平，減少骨吸收、增加骨形成[28]。Wnt信號(hào)通路拮抗劑的過(guò)度分泌導(dǎo)致成骨細(xì)胞的分化和功能受損，破壞骨侵蝕的修復(fù)能力。另一項(xiàng)研究通過(guò)Wnt5a敲除小鼠檢測(cè)內(nèi)源性Wnt5a對(duì)于關(guān)節(jié)的影響，結(jié)果顯示W(wǎng)nt5a敲除小鼠對(duì)關(guān)節(jié)炎發(fā)展具有抗性、Wnt5a通過(guò)促進(jìn)炎癥和破骨細(xì)胞融合來(lái)調(diào)節(jié)關(guān)節(jié)炎的發(fā)展[9]。膠原溶解基質(zhì)金屬蛋白酶MMP1和MMP13對(duì)軟骨膠原的不可逆破壞是與關(guān)節(jié)炎等組織破壞相關(guān)的病理過(guò)程中的一個(gè)關(guān)鍵因素，而炎癥誘導(dǎo)的活化蛋白-1(activator protein-1,AP-1)轉(zhuǎn)錄因子是MMP1和MMP13基因的重要調(diào)節(jié)因子。MACDONALD等[29]已經(jīng)證明CFOs與近端MMP1啟動(dòng)子內(nèi)的AP-1順式元件結(jié)合，CFOs對(duì)MMP1的表達(dá)有顯著的促進(jìn)作用，而沉默Wnt相關(guān)的富含半胱氨酸的核蛋白CSRNP1導(dǎo)致MMP1的大量抑制；DNA結(jié)合分析表明，CSRNP1選擇性地促進(jìn)人軟骨細(xì)胞MMP1地表達(dá)，減弱炎癥組織損傷。

3.3Wnt信號(hào)通路與炎癥性腸病(inflammatory bowel disease,IBD) IBD是一種胃腸道衰弱疾病，主要包括克羅恩病(crohn′s disease,CD)和潰瘍性結(jié)腸炎(ulcerative colitis,UC)[30]。IBD的病因尚不明確，以腹痛、腹瀉、腸梗阻、腸穿孔等為主要臨床表現(xiàn)，以腸黏膜慢性反復(fù)發(fā)炎、引起血性腹瀉和嚴(yán)重腹痛等為主要特征，反復(fù)的組織損傷和修復(fù)最終導(dǎo)致黏膜功能的喪失，并可能引發(fā)結(jié)腸炎相關(guān)癌癥[31]。CD的特點(diǎn)是Paneth細(xì)胞產(chǎn)生的抗菌α-防御素的特異性減少和黏膜黏附菌的存在，UC的特點(diǎn)是結(jié)腸黏液層缺陷和杯狀細(xì)胞數(shù)量減少[32-33]。小鼠中Dkk-1的全身性表達(dá)導(dǎo)致Wnt靶基因的表達(dá)迅速被抑制，小腸和結(jié)腸的增殖受到抑制，說(shuō)明Wnt是成人小腸和結(jié)腸的重要生長(zhǎng)因子[34]。在小鼠Tcf-4基因敲除模型中，Tcf-4在雜合子小鼠中表達(dá)的降低足以引起Paneth細(xì)胞α-防御素水平和細(xì)菌殺傷活性的顯著降低，導(dǎo)致CD的產(chǎn)生[32]。炎癥性腸病相關(guān)大腸癌的全基因組測(cè)序分析顯示，在IBD患者的腫瘤中，SOX9和EP300的突變頻率更高或更獨(dú)特；還揭示了GTP酶RhoA和Rac1成分的重復(fù)突變，表明Wnt信號(hào)通路在IBD大腸腫瘤的發(fā)生中發(fā)揮了作用[35]。WISP1是分泌的基質(zhì)細(xì)胞蛋白，在IBD中增加并且有助于腸道中的促炎性級(jí)聯(lián)反應(yīng)，可以調(diào)節(jié)Wnt/β-catenin途徑[36]。WiF-1是Wnt信號(hào)通路的一種抑制蛋白，在CD和UC的活檢組織中，WiF-1的表達(dá)明顯增強(qiáng)[37]。IBD小鼠中miRNA31表達(dá)量增加，調(diào)節(jié)Wnt和Hippo信號(hào)通路促進(jìn)上皮再生，免疫反應(yīng)減弱，減輕炎癥程度[38]。調(diào)節(jié)性T細(xì)胞中β-catenin的穩(wěn)定表達(dá)提高了調(diào)節(jié)性T細(xì)胞的存活率，并誘導(dǎo)了非調(diào)節(jié)性T細(xì)胞無(wú)應(yīng)答[39]。在IBD模型小鼠中，阻斷DC中β-catenin的表達(dá)增強(qiáng)了炎癥反應(yīng)和疾病，β-catenin使DC處于耐受狀態(tài)，限制了炎癥反應(yīng)[40]。

3.4Wnt信號(hào)通路與其他AID 系統(tǒng)性紅斑狼瘡(system lupus erythematosus,SLE)是一種病因不明的慢性AID，其特征是多種免疫異常，包括喪失對(duì)自身抗原的免疫耐受、異常淋巴細(xì)胞活化和自身抗體產(chǎn)生；miRNA分析發(fā)現(xiàn)潛在靶基因主要富集于發(fā)育過(guò)程，且參與調(diào)控Wnt信號(hào)通路[41]。白癜風(fēng)是最常見(jiàn)的人類色素性疾病，其特征在于成熟的表皮黑色素細(xì)胞的進(jìn)行性自身免疫性破壞，Wnt/β-catenin在不同色素沉著系統(tǒng)中具有增殖、遷移和分化作用[42]。在黑色素瘤患者中，長(zhǎng)鏈非編碼BANCR普遍存在高表達(dá)，可通過(guò)激活Wnt/β-catenin信號(hào)通路調(diào)控黑色素瘤細(xì)胞遷移和侵襲能力[43]。系統(tǒng)性硬化癥(systemic sclerosis,SSc)是一種自身免疫性結(jié)締組織病，導(dǎo)致皮膚纖維化。有研究表明，Wnt/β-catenin信號(hào)通路在SSc小鼠的皮膚和肺中過(guò)度活化[44]。甲基帽結(jié)合蛋白MeCP2通過(guò)Wnt拮抗劑sFRP1的表觀遺傳抑制積極調(diào)節(jié)細(xì)胞外基質(zhì)的表達(dá)，導(dǎo)致增強(qiáng)的Wnt信號(hào)傳導(dǎo)，啟動(dòng)和驅(qū)動(dòng)SSc中成纖維細(xì)胞活化[45]。在結(jié)締組織病相關(guān)的肺間質(zhì)病變(CTD-ILD)中，下調(diào)Wnt/β-catenin信號(hào)通路可降低CTD-ILD纖維化的發(fā)生[46]。馬復(fù)發(fā)性葡萄膜炎是馬中嚴(yán)重且常見(jiàn)的致盲疾病，其呈現(xiàn)自身反應(yīng)性侵入性T細(xì)胞，導(dǎo)致內(nèi)眼破壞。HAUCK等[10]發(fā)現(xiàn)補(bǔ)體和凝血級(jí)聯(lián)的顯著上調(diào)和經(jīng)典Wnt信號(hào)傳導(dǎo)的負(fù)旁分泌調(diào)節(jié)劑的下調(diào)，包括Wnt抑制劑DKK3和SFRP2。

4 結(jié)語(yǔ)

綜上所述，Wnt信號(hào)通路在AID的發(fā)生發(fā)展中發(fā)揮重要作用，但具體機(jī)制有待進(jìn)一步研究。AID常因病因不明給治療帶來(lái)困擾，探索針對(duì)Wnt信號(hào)通路的新的治療靶點(diǎn)，將為AID的診治提供新方向。