2. 济宁医学院附属医院,济宁 272029
2. Affiliated Hospital of Jining Medical University, Jining 272029, China
子宫肌瘤(uterine leiomyoma,UL)是来源于子宫平滑肌细胞的良性肿瘤,是女性最常见的生殖系统良性肿瘤[1-2]。流行病学调查显示,中国女性子宫纤维瘤疾病2016年负担较1990年明显增加, 其患病率随年龄增加而增加,并于45~49岁达顶峰, 之后随年龄增加而降低[3]。大约50%罹患UL女性会出现临床症状,包括经期延长、经量增多、腹痛腹胀等,严重影响了患者生活质量[4-5];同时,黏膜下肌瘤和多数肌壁间肌瘤导致不育和不良妊娠结局也成为UL手术指征之一[6-8]。与瘤旁正常子宫平滑肌细胞相比,UL细胞经典Wnt信号通路异常激活,这使得以Wnt/β-连环蛋白信号通路作为UL精准治疗的靶点成为可能[9]。本文就经典Wnt信号通路在UL发生发展、细胞凋亡及靶向治疗中的作用做一综述。
1 经典Wnt信号通路Wnt信号通路是一条高度保守的生长因子家族信号通路,也是细胞间信号转导的关键通路之一,其通过调节β-连环蛋白驱动靶基因的激活,并调节多种生物的生长发育过程。它分为4个不同的通路,分别为Wnt/β-连环蛋白通路、Wnt/Ca2+通路、Wnt/平面细胞极性通路及Wnt/蛋白激酶A通路。
Wnt/β-连环蛋白(Wnt/β-catenin)信号通路是经典Wnt信号通路[10-11],该信号通路通过细胞质中的β-连环蛋白积累发挥作用,对胚胎发育、干细胞分化及自我更新至关重要[12]。在非经典Wnt信号通路中,β-连环蛋白在GSK3β-CK1α-Axin-APC复合物作用下磷酸化、泛素化,进而降解。然而,当经典Wnt信号通路激活后,Wnt配体与其细胞表面受体卷曲同源物(FZD)和共受体低密度脂蛋白受体相关蛋白5/6(Lrp5/6)结合,形成Fz-LRP6复合体,并将Dvl和Axin招募到血浆膜中进行结合,阻止GSK3与LRP6在胞质尾区的结合和磷酸化, 从而使得胞质内的β-连环蛋白聚集。β-连环蛋白在细胞质中积累到一定水平后转移至细胞核中,与转录因子的T细胞因子/淋巴增强因子(TCF/LEF)家族相互作用,形成复合物调节靶基因的表达[13]。经典Wnt信号通路具有调控肿瘤细胞的增殖、分化、凋亡及侵袭等生物学功能。Wnt/β-连环蛋白通路与子宫平滑肌瘤的发生发展密切相关[14]。
2 经典Wnt信号通路与UL的发生发展 2.1 Wnt蛋白与UL的发生发展Wnt是一种分泌型糖蛋白,具有分泌的N端信号肽,并在调节发育过程和成人组织稳态中起重要作用。其Wnt配体是独特的,可以激活不同受体介导的信号转导通路。目前发现19种Wnt蛋白中至少有7种(Wnt1、Wnt2、Wnt3、Wnt3a、Wnt4、Wnt8和Wnt10b)在Wnt/ β-连环蛋白信号通路中发挥作用。子宫平滑肌瘤细胞存在多个Wnt配体和受体的表达[15]。此外,一项随机对照研究[16]发现,使用调脂药可以显著降低Wnt4及其受体LRP5的表达,进而抑制UL生长趋势,表明经典Wnt信号通路是UL发生发展的关键因素。以上研究证实,Wnt蛋白与UL密切相关,因此,通过靶向干预上游Wnt蛋白,阻断β-连环蛋白信号通路相关因子传入下游,可能有利于抑制UL的发生发展。
2.2 β-连环蛋白与UL的发生发展β-连环蛋白(β-catenin)作为经典Wnt信号通路中实现细胞核内外信号转导的关键信号因子,通常在细胞中保持低水平状态。目前发现其在细胞增殖、分化和凋亡等方面起重要的调节作用,其异常激活与肿瘤浸润和转移, 肿瘤细胞免疫逃避有关[17]。最近一项研究[9]表明,对比瘤旁正常子宫肌细胞,UL细胞核β-连环蛋白、cyclin D1、c-Myc表达明显增高,且雌激素和组蛋白脱乙酰酶通过调节β-连环蛋白核易位,进而诱导UL细胞凋亡和细胞周期停止。此外,El Sabeh等[16]研究表明,使用药物抑制总β-连环蛋白的表达,可以减少UL体积。因此,β-连环蛋白是经典Wnt信号通路影响UL细胞增殖、分化功能的重要中间环节,然而现有部分研究停留在初级理论阶段,需要深入研究证实。
2.3 Wnt受体蛋白与UL的发生发展Wnt受体蛋白包括卷曲蛋白(Frizzled,FZD)家族和低密度脂蛋白受体相关蛋白(low density lipoprotein receptor related protein,Lrp)。FZD与Lrp5/6作为Wnt蛋白的共受体,可以被来自Dkk(Dickkopf)家族的分泌蛋白拮抗,然后分泌蛋白与Lrp5/6以高亲和力结合,从而抑制Wnt信号通路相关因子,起到抑制肿瘤发生发展的作用[18]。现有研究经典Wnt信号通路治疗UL缺少有价值的数据验证,仍需大量证据证实经典Wnt信号通路中FZD、Lrp对子宫平滑肌瘤发生发展的影响。
3 经典Wnt信号通路与UL细胞凋亡UL是由失调的子宫平滑肌细胞和成纤维细胞组成,越来越多的证据[19-20]支持UL起源于子宫肌层干细胞转化为肿瘤诱导细胞的假说。Ono等[21]通过体外试验和异种移植实验指出,UL干细胞通过旁分泌途径与成熟的子宫肌层细胞相互作用,导致UL细胞的增殖和细胞外基质的积累,证实了UL发生过程中经典Wnt信号通路可将瘤旁子宫平滑肌细胞转化为子宫平滑肌瘤细胞。
细胞外基质(ECM)是肿瘤微环境的重要组成部分,在肿瘤发展和转移中起着关键作用,其中纤连蛋白、I型和III型胶原蛋白、波形蛋白等结构蛋白,导致UL纤维化[22-23]。细胞表面受体将信号从ECM转换至细胞内,ECM调节各种细胞功能,如生存、生长、迁移和分化,对保持正常的稳态至关重要;其失调可能导致肿瘤进展。在进行基因敲除、过表达和沉默等体外实验操作后,Wnt/β-连环蛋白信号通路被抑制时,ECM相关基因和蛋白质表达增加[24]。此外,ECM形成与积累受到Wnt信号通路的激活[25]。经典Wnt信号通路在UL的细胞外基质的形成和积累中起着关键作用[14]。因此,经典Wnt信号通路被激活时,调节ECM相关基因和蛋白表达,将会导致UL细胞的凋亡。
4 UL经典Wnt信号通路的治疗靶向性可用于治疗UL的药物有限,而且这些药物有多种副作用,多数有临床症状的女性都需要依靠手术来缓解症状[26]。调脂药物通过抑制Wnt/β-连环蛋白信号通路关键蛋白(如Wnt4、β-连环蛋白、Lrp6、Axin2和cyclin D1)的表达,从而抑制子宫平滑肌瘤干细胞发育和生长[27]。Carbajo-García等[28]通过逆转UL细胞DNA甲基化,可以明显抑制细胞增殖、ECM形成且降低经典Wnt信号通路关键蛋白的表达。通过适量补充维生素D、口服桂枝茯苓胶囊,均可有效抑制经典Wnt信号通路关键蛋白的表达,进而抑制子宫平滑肌瘤发生发展[29-30]。
多种药物可以通过调控经典Wnt信号通路进而控制UL发生发展,因此,经典Wnt信号通路是潜在的UL治疗靶点。然而,由于该通路可调节器官发育,抑制其的副作用仍需进一步研究。
5 小结与展望经典Wnt信号通路在UL中的作用机制是妇科领域研究常见的问题之一,其机制尚不明确。经典Wnt信号通路在UL细胞的发生发展、细胞凋亡以及治疗靶向性等方面均起重要的调控作用,且Wnt信号通路中的相关蛋白(包括Wnt蛋白、β-连环蛋白、Wnt受体蛋白FZD、Lrp等)与UL的发生发展有密切联系。
通过靶向干预经典Wnt信号通路的相关靶点来调节其信号通路,从而改变通路中蛋白水平的表达,最终影响Wnt信号通路调控的生物学效应,为UL的靶向治疗提供了新的理论研究方向。目前,关于UL的发病机制尚不清楚,仍有许多具体调控机制处于实验和探索阶段。如Wnt信号通路中分子调控机制与UL细胞之间的关系还需进一步探索; 非经典Wnt信号通路在UL中的作用还不够明确,也未得到充分的证实。此外,Wnt信号通路可调控子宫肌干细胞的分化表达,促进UL形成,而对Wnt信号通路的抑制的是否影响生育也需要进一步的研究。由于UL的发病机制复杂多样,未来的研究中应继续深入阐明Wnt信号通路对UL发生发展的具体机制,以为临床治疗UL提供可行性方案。
利益冲突:所有作者均申明不存在利益冲突。
[1] |
El-Balat A, DeWilde RL, Schmeil I, et al. Modern myoma treatment in the last 20 years: A review of the literature[J]. Biomed Res Int, 2018, 2018: 4593875. DOI:10.1155/2018/4593875 |
[2] |
Stewart EA, Cookson CL, Gandolfo RA, et al. Epidemiology of uterine fibroids: a systematic review[J]. BJOG, 2017, 124(10): 1501-1512. DOI:10.1111/1471-0528.14640 |
[3] |
吉宁, 王黎君, 刘世炜, 等. 1990年与2016年中国女性子宫纤维瘤的疾病负担研究[J]. 中华流行病学杂志, 2019, 40(2): 160-164. |
[4] |
李雅. 中药化癥汤治疗子宫肌瘤的临床疗效分析[J]. 当代临床医刊, 2022, 35(3): 49-50. |
[5] |
Borah BJ, Nicholson WK, Bradley L, et al. The impact of uterine leiomyomas: a national survey of affected women[J]. Am J Obstet Gynecol, 2013, 209(4): 319. e1-319. e20. DOI:10.1016/j.ajog.2013.07.017 |
[6] |
Lu B, Wang Q, Yan L, et al. Analysis of pregnancy outcomes after laparoscopic myomectomy: A retrospective cohort study[J]. Comput Math Methods Med, 2022, 2022: 9685585. DOI:10.1155/2022/9685585 |
[7] |
Zhu W, Mao S, Chen Y, et al. Analysis of clinical efficacy of laparoendoscopic single-site surgery for uterine fibroids[J]. J Healthc Eng, 2022, 2022: 5606998. DOI:10.1155/2022/5606998 |
[8] |
Perutelli A, Domenici L, Garibaldi S, et al. Efficacy and safety of robotic-assisted surgery in challenging hysterectomies-a single institutional experience[J]. Eur Rev Med Pharmacol Sci, 2022, 26(4): 1235-1240. DOI:10.26355/eurrev_202202_28115 |
[9] |
Ali M, Shahin SM, Sabri NA, et al. Activation of β-catenin signaling and its crosstalk with estrogen and histone deacetylases in human uterine fibroids[J]. J Clin Endocrinol Metab, 2020, 105(4): e1517-e1535. DOI:10.1210/clinem/dgz227 |
[10] |
Aman AJ, Fulbright AN, Parichy DM. Wnt/β-catenin regulates an ancient signaling network during zebrafish scale development[J]. Elife, 2018, 7: e37001. DOI:10.7554/eLife.37001 |
[11] |
Steinhart Z, Angers S. Wnt signaling in development and tissue homeostasis[J]. Development, 2018, 145(11): dev146589. DOI:10.1242/dev.146589 |
[12] |
Nusse R, Clevers H. Wnt/β-catenin signaling, disease, and emerging therapeutic modalities[J]. Cell, 2017, 169(6): 985-999. DOI:10.1016/j.cell.2017.05.016 |
[13] |
Clevers H, Nusse R. Wnt/β-catenin signaling and disease[J]. Cell, 2012, 149(6): 1192-1205. DOI:10.1016/j.cell.2012.05.012 |
[14] |
El Sabeh M, Saha SK, Afrin S, et al. Wnt/β-catenin signaling pathway in uterine leiomyoma: role in tumor biology and targeting opportunities[J]. Mol Cell Biochem, 2021, 476(9): 3513-3536. DOI:10.1007/s11010-021-04174-6 |
[15] |
Hayat R, Manzoor M, Hussain A. Wnt signaling pathway: A comprehensive review[J]. Cell Biol Int, 2022, 46(6): 863-877. DOI:10.1002/cbin.11797 |
[16] |
El Sabeh M, Saha SK, Afrin S, et al. Simvastatin inhibits Wnt/β-catenin pathway in uterine leiomyoma[J]. Endocrinology, 2021, 162(12): bqab211. DOI:10.1210/endocr/bqab211 |
[17] |
Wang Z, Li Z, Ji H. Direct targeting of β-catenin in the Wnt signaling pathway: Current progress and perspectives[J]. Med Res Rev, 2021, 41(4): 2109-2129. DOI:10.1002/med.21787 |
[18] |
Davidson G. LRPs in WNT signalling[J]. Handb Exp Pharmacol, 2021, 269: 45-73. DOI:10.1007/164_2021_526 |
[19] |
Falahati Z, Mohseni-Dargah M, Mirfakhraie R. Emerging roles of long Non-coding RNAs in uterine leiomyoma pathogenesis: a rReview[J]. Reprod Sci, 2022, 29(4): 1086-1101. DOI:10.1007/s43032-021-00571-w |
[20] |
Chuang TD, Rehan A, Khorram O. Functional role of the long noncoding RNA X-inactive specific transcript in leiomyoma pathogenesis[J]. Fertil Steril, 2021, 115(1): 238-247. DOI:10.1016/j.fertnstert.2020.07.024 |
[21] |
Ono M, Qiang W, Serna VA, et al. Role of stem cells in human uterine leiomyoma growth[J]. PLoS One, 2012, 7(5): e36935. DOI:10.1371/journal.pone.0036935 |
[22] |
Islam MS, Ciavattini A, Petraglia F, et al. Extracellular matrix in uterine leiomyoma pathogenesis: a potential target for future therapeutics[J]. Hum Reprod Update, 2018, 24(1): 59-85. DOI:10.1093/humupd/dmx032 |
[23] |
Leppert PC, Jayes FL, Segars JH. The extracellular matrix contributes to mechanotransduction in uterine fibroids[J]. Obstet Gynecol Int, 2014, 2014: 783289. DOI:10.1155/2014/783289 |
[24] |
Xiao J, Li Y, Cheng G, et al. Zoledronate promotes ECM degradation and apoptosis via Wnt/β-catenin[J]. Open Med(Wars), 2022, 17(1): 768-780. DOI:10.1515/med-2022-0463 |
[25] |
Ferrari N, Ranftl R, Chicherova I, et al. Dickkopf-3 links HSF1 and YAP/TAZ signalling to control aggressive behaviours in cancer-associated fibroblasts[J]. Nat Commun, 2019, 10(1): 130. DOI:10.1038/s41467-018-07987-0 |
[26] |
周艳红, 巫海婷, 张仁茹, 等. 自制标本取物袋在腹腔镜子宫肌瘤剔除术中的应用[J]. 济宁医学院学报, 2021, 44(5): 331-334. DOI:10.3969/j.issn.1000-9760.2021.05.007 |
[27] |
Afrin S, Ali M, El Sabeh M, et al. Simvastatin inhibits stem cell proliferation in human leiomyoma via TGF-β3 and Wnt/β-Catenin pathways[J]. J Cell Mol Med, 2022, 26(5): 1684-1698. DOI:10.1111/jcmm.17211 |
[28] |
Carbajo-García MC, Corachán A, Segura-Benitez M, et al. 5-aza-2'-deoxycitidine inhibits cell proliferation, extracellular matrix formation and Wnt/β-catenin pathway in human uterine leiomyomas[J]. Reprod Biol Endocrinol, 2021, 19(1): 106. DOI:10.1186/s12958-021-00790-5 |
[29] |
Chen L, Chen H, Yang Q, et al. Guizhi Fuling Capsule inhibits uterine fibroids growth by modulating Med12-mediated Wnt/β-Catenin signaling pathway[J]. J Ethnopharmacol, 2022, 290: 115115. DOI:10.1016/j.jep.2022.115115 |
[30] |
Corachán A, Trejo MG, Carbajo-García MC, et al. Vitamin D as an effective treatment in human uterine leiomyomas independent of mediator complex subunit 12 mutation[J]. Fertil Steril, 2021, 115(2): 512-521. DOI:10.1016/j.fertnstert.2020.07.049 |