DKK-1在宫颈癌中的研究进展

　　作者：朱月琴综述 律鹏审校 作者单位：青海省妇女儿童医院妇产科

　　【关键词】 DKK-1 宫颈癌 进展

　　宫颈癌数量占女性恶性肿瘤的第二位，在全球范围内已成为危害女性健康的最常见恶性肿瘤之一。DKK-1(Dickkopf-1)是DKKs(Dickkopfs)家族的一员，为一种分泌型糖蛋白，通过与其相应的受体结合来调控细胞内的信号传导，作为Wnt/β-连环蛋白(β-catenin)信号传导通路的拮抗剂，通过对Wnt信号转导途径的调控来决定细胞的分化、增殖、迁移或癌变等特性，在肿瘤发生方面发挥重要作用[1,2]。DKK-1在宫颈癌的发生发展方面也具有重要的作用，对DKK-1的深入研究可能为宫颈癌的早期诊断及治疗提供新的理论基础。

　　1 Wnt信号转导通路

　　Wnt基因是鼠类乳腺病毒(MMTV)诱导的小鼠乳腺癌组织中克隆出的一种原癌基因，由Nusse等人于1982年发现，称为int基因，之后研究发现int基因与Sharma报道的果蝇无翅基因wingless(wg)同源，故合二为一称为Wnt[1]。Wnt基因属于原癌基因，其编码蛋白为分泌性蛋白，目前在脊椎动物中已经发现20余种，在人类有16种。Wnt蛋白长度大约为350～380个氨基酸，起始为疏水信号序列。β-catenin是Wnt信号通路中的有调控转录活性的关键成员，能在细胞核内与Wnt通路另一成员TCF结合,从而激活c-myc、cyclin D1、PPARδ等靶基因的转录，其中c-myc调节细胞周期，加速G1期到S期的转变，而cyclin D1可抵制TCF引起的G1期阻遏而抑制凋亡，从而促进肿瘤的发生[2]。

　　Wnt通路通过调节TCF/LEF-1家族的DNA结合蛋白转录性质来达到调节细胞的行为。其作用核心是改善胞质内β-catenin的稳定性。β-catenin水平低下时，Wnt通路关闭，当其水平较高时，通路开放。β-catenin在细胞内水平受两组蛋白质的功能竞争调节，一组为降解蛋白类：APC蛋白复合体，由GSK3β、Axin及APC蛋白组成;另一组为拮抗蛋白类，包括Dsh、CKIε、GSK3β结合蛋白(GBP)等[3]。DKK-1作为近年来新发现的一种β-catenin信号传导通路的拮抗剂而受到广泛关注。

　　2 DKK-1的生物学特征

　　Glinka等[4]于1998年首次在两栖动物非州蟾蜍胚胎细胞中发现dickkopf-1，编码为DKK-1，并发现DKK-1是一种有力的Wnt信号通道的拮抗剂。随后大量的研究证实人类DKK-1基因位于10号染色体10q11，是β-catenin的下游靶基因，并受其调控[5,6]。从不同肿瘤细胞中提取的DKK-1的分子质量不同，Krupnik等于1999年从人HEK239T细胞中所提取的分子质量为45 ku，而其他文献则报道DKK-1分子质量从35 ku至45 ku不等[7,8]。DKK-1目前确认的受体有两类：①低密度脂蛋白受体(LRP-5与LRP-6);②含kringle结构域的Kremen蛋白受体。Mikheev等[9]发现其作用途径是通过与Wnt蛋白竞争结合LRP受体而直接抑制Wnt蛋白活性，或通过含kringle结构域的Kremen受体间接与LRP受体结合，从而形成三聚体复合物，降低Wnt蛋白向细胞内传导信号，阻断经典Wnt-β-catenin-T淋巴细胞臭氧层性转录因子(TCF)传导途径，以及Wnt-c-Jun氨基末端激酶(JNK)与细胞平面极化(PCP)传导途径。

　　脊椎动物的DKK蛋白有DKK-1、DKK-2、DKK-3和DKK-4四种形式，它们有较高同源性，均抑制Wnt信号，其中DKK-1作用最强，在胚胎头颈形成期起重要作用，哺乳动物的DKK-1含266个氨基酸残基，通过cDNA编码，含有两个富含半胱氨酸的区域(Cys-1和Cys-2)称为保守区域，被50～55个氨基酸组成的连接区域分割[10,11]。

　　与DKKs的其他家族成员的Cys-1分子结构不同，DKK-1的Cys-1位于氨基端附近;而Cys-2位于羧基端附近，含有10个保守的半胱氨酸残基,在所有DKKs家族成员中呈现高度保守状态，在抑制Wnt/β-catenin信号传导通路方面起着决定性作用[12]。

　　3 DKK-1与恶性肿瘤

　　Wnt信号的异常是导致恶性肿瘤的原因之一[13，14]。在人类胃肠道肿瘤中，DKK家族基因常常被后天灭活[10]，致DKK-1蛋白减少或缺失。Mikheev等[15]发现人宫颈癌的Hela细胞所表达的外源DKK-1可以显著地抑制该细胞在软琼脂上的生长。如果将DKK-1基因转入U87MG细胞，其表达中等水平的DKK-1蛋白，再用神经酰胺(ceramide)处理，细胞则出现显著凋亡。两者均显示在DKK-1水平低下时，外源性DKK-1的表达可以抑制细胞生长，促进细胞凋亡。这可能是通过调节Wnt和p53信号而发挥作用的。p53能诱导DKK-1的表达[16]，DKK-1蛋白能抑制Wnt信号，从而增强p53对肿瘤生长的抑制作用。多数学者认为DKK-1是通过作用于卷曲蛋白和散乱蛋白来拮抗Wnt信号传导通路的[17]。p53是一种抑癌基因，其突变或缺失会引起肿瘤的发生。目前研究发现Wnt通路与p53之间的关系非常复杂，在抑制Wnt通路诱发肿瘤的研究中，发现p53是必须的，但其具体机制尚不清楚[18]。

　　Gonzalez-Sancho等[19]发现DKK-1启动子上有多个β-catenin/TCF4结合位点。当激活Wnt信号途径后，活性的β-catenin、TCF4或者LRP6突变体均可诱导人类DKK-1转录。DKK-1的表达起抑制肿瘤增殖的作用，大量研究证实，β-catenin异常表达与大肠癌发生发展密切相关，大肠癌中普遍存在β-catenin在胞质及胞核内的异常积聚，细胞内DKK-1缺失或水平降低[16,19]。目前大量的研究证实DKK-1通过Wnt通路在肿瘤细胞的发生和发展过程中的作用包括[13-16,19，20]：①促进肿瘤细胞凋亡;②调节肿瘤细胞的骨转移能力;③促进肿瘤细胞的迁移和侵袭。

　　Wirths等[20]指出，DKK-1在肝母细胞瘤(HBs)和Wilms瘤中表达升高可能与Wnt信号失控有关。高水平的DKK-1可作为HBs和Wilms瘤的一个标记。在DKK-1表达降低或者缺失的肿瘤，外源的DKK-1表达或许可以抑制肿瘤增殖。Suraweera等[21]报道没有发现人结肠癌的DKK-1突变，而Aguilera等[22]发现DKK-1启动子的CpG岛甲基化导致转录沉默。Mueller等[23]发现神经胶质瘤里DKK-1没有突变，其转录也不受p53调节，因此不是该肿瘤的主要致病因素。目前对于DKK-1蛋白是否存在突变型和野生型，是否突变型蛋白具有致癌而野生型具有抑癌作用等问题还不明确。同时，DKK-1抑制结肠癌的作用机制以及DKK-1在胞内的作用等还有待于进一步的研究。

　　4 DKK-1与宫颈癌

　　在肿瘤发生发展过程中，目前倍受关注的Wnt/β-catenin信号传导途径发挥着重要的作用。目前研究已经证实，Wnt信号传导通路成员β-catenin、大肠腺瘤息肉蛋白等的异常改变对宫颈癌的生长、浸润起着重要的影响作用[24]。免疫组织化学证实β-catenin在正常宫颈上皮中位于基底层细胞质中，在宫颈癌上皮基底层细胞浆与细胞核中普遍异常表达，在胞质与胞核内异常积聚。Rodriguez-Sastre等[24]对43例宫颈癌癌变前组织、126例不同组织类型的浸润型肿瘤进行免疫组化分析，发现β-catenin在62%癌变前组织和70%浸润型肿瘤组织中呈异常表达，说明β-catenin异常表达与宫颈癌的发生关系密切。Mikheev等[9]用已知与肿瘤相关的18000基因的cDNA芯片检测Hela细胞的两种非致瘤性回复突变株HA与HF细胞，发现DKK-1信使RNA在以上两种回复突变细胞中表达呈上调状态，提示在宫颈癌Hela细胞致瘤性生长过程中DKK-1基因关闭，认为DKK-1具有抑制宫颈癌Hela细胞生长的作用。后续的研究发现在Hela和SUN-902细胞内的DKK-1基因启动子区出现异常甲基化而出现DKK-1表达下调，分析其机制可能与组蛋白降解相关[25]。研究同时发现在外源性注射DKK-1于Hela细胞池后，Hela细胞的生长及成熟速度呈现明显的减慢趋势，高剂量的外源性DKK-1注射有助于抑制并减缓Hela细胞的锚定非依赖性生长，从而促进肿瘤细胞的凋亡。

　　Uren等[26]研究发现浸润型宫颈癌胞质和胞核中β-catenin染色增加，同时在宫颈癌体外模型实验中发现由人乳头瘤病毒(HPV)导致的永生人角质化细胞是由SV40small-t(smt)抗原转化的。由于这一转化是典型的Wnt/β-catenin信号传导途径激活的特点之一，因此认为Wnt/β-catenin-TCF信号途径激活是宫颈癌发生的重要环节之一。Pérez-Plasencia等[27]通过对感染HPV16的宫颈癌组织进行免疫组化分析，也发现其中存在β-catenin和TCF的异常表达，认为异常激活经典的Wnt通路在HPV阳性患者宫颈癌发生中具有促进作用。

　　以上研究证实，DKK-1具有明显抑制宫颈癌Hela细胞生长与成熟的作用，但DKK-1的促凋亡作用对Bax/Bcl-2、surivin基因与C-Myc的表达不产生影响，因此多数研究者推测DKK-1可能存在其他的凋亡途径[28]。目前对于DKK-1通过Wnt-β-catenin-TCF通路抑制宫颈癌的具体作用机制还有待于进一步研究。

　　5 问题与展望

　　最近研究表明，HPV感染是宫颈癌发生的必要条件，而经典Wnt通路的异常激活是HPV阳性患者发生宫颈癌的重要环节。研究已证实了DKK-1在诱导癌细胞凋亡、调控细胞生长等方面的作用，但就DKK-1在宫颈癌肿瘤组织中的表达及作用途径仍不明晰，需要进一步研究证实。Wnt信号通路很可能作为抗肿瘤作用的一个靶点，因此深入了解DKK-1与Wnt/β-catenin信号传导途径的特点及其在宫颈癌中的变化，对于宫颈癌的靶向治疗研究具有重要的意义。

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