中醫(yī)藥通過(guò)Wnt/β-catenin途徑調(diào)節(jié)細(xì)胞凋亡與自噬的研究進(jìn)展*

李 歡，陳 煒，何乾超，刁麗梅△

1 廣西中醫(yī)藥大學(xué)研究生學(xué)院，廣西 南寧 530001；2 廣西中醫(yī)藥大學(xué)第一附屬醫(yī)院腦病一區(qū)

Wnt/β-catenin信號(hào)通路被稱(chēng)為經(jīng)典Wnt信號(hào)傳導(dǎo)途徑，其主要通過(guò)β-catenin蛋白激活基因轉(zhuǎn)錄發(fā)揮作用。研究顯示，Wnt/β-catenin信號(hào)傳導(dǎo)通路參與了對(duì)諸多生命活動(dòng)的調(diào)控，主要涉及細(xì)胞的增殖、分化、極化等。此外，發(fā)現(xiàn)Wnt/β-catenin信號(hào)通路在細(xì)胞自噬和細(xì)胞凋亡過(guò)程中也具有極強(qiáng)的調(diào)控作用，近年來(lái)，中醫(yī)藥領(lǐng)域以Wnt/β-catenin為切入點(diǎn)，深入挖掘中醫(yī)藥經(jīng)該信號(hào)通路對(duì)細(xì)胞凋亡和自噬的調(diào)控作用，為中醫(yī)藥調(diào)節(jié)細(xì)胞及機(jī)體代謝活動(dòng)提供了理論依據(jù)和治療靶點(diǎn)。

1 Wnt/β-catenin信號(hào)通路與細(xì)胞凋亡及自噬的關(guān)系

Wnt/β-catenin信號(hào)傳導(dǎo)通路是一種進(jìn)化保守的信號(hào)級(jí)聯(lián)，其涉及細(xì)胞增殖、遷移、侵襲、新陳代謝、自噬和凋亡等多種生物學(xué)過(guò)程［1］。無(wú)論是生物果蠅還是哺乳動(dòng)物，Wnt/β-catenin信號(hào)傳導(dǎo)通路的成員都具有顯著的同源性，β-catenin作為一種細(xì)胞內(nèi)信號(hào)傳導(dǎo)蛋白，主要是調(diào)節(jié)細(xì)胞質(zhì)內(nèi)的β-catenin的穩(wěn)定性。當(dāng)有刺激信號(hào)時(shí)，β-catenin在細(xì)胞質(zhì)中累積并轉(zhuǎn)移至細(xì)胞核內(nèi)，通過(guò)與共抑制因子/轉(zhuǎn)錄因子T細(xì)胞（TCF）/淋巴增強(qiáng)因子（LEF）轉(zhuǎn)錄因子相互作用調(diào)控靶基因表達(dá)［2］，這些基因與細(xì)胞膜上的受體復(fù)合物結(jié)合后激活細(xì)胞內(nèi)多種信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)分子參與調(diào)控細(xì)胞的分化、增殖和凋亡等過(guò)程［3］。以往研究表明，抑制Wnt/β-catenin信號(hào)通路可減弱存活信號(hào)并誘導(dǎo)細(xì)胞凋亡［4］。Wnt/β-catenin信號(hào)通路主要有上游蛋白（Wnt1和Wnt3a）及下游蛋白（Dvl2，βcatenin、C-myc和cyclin D），Wnt/β-catenin信號(hào)傳導(dǎo)通路中的上游蛋白被上調(diào)，而下游蛋白由于自噬的活性而被下調(diào)［5］。其中c-Myc作為Wnt/β-catenin信號(hào)通路下游重要的調(diào)節(jié)因子，能夠通過(guò)調(diào)節(jié)相關(guān)蛋白的表達(dá)來(lái)調(diào)控凋亡信號(hào)的傳導(dǎo)，最終調(diào)節(jié)細(xì)胞增殖、凋亡和細(xì)胞周期的進(jìn)程［6］。因此，Wnt/β-catenin信號(hào)通路的異常活化將會(huì)產(chǎn)生一系列病理后果。目前，諸多研究已經(jīng)證明，突變的Wnt/β-catenin信號(hào)通路成分與多種疾病狀況有關(guān)，在癌癥［7］、肺臟疾?。?］、腎臟疾?。?］、心臟疾?。?0］、神經(jīng)系統(tǒng)疾?。?1］、人類(lèi)代謝性疾?。?2］等生理和病理中起重要作用。

1.1 Wnt/β-catenin信號(hào)通路與細(xì)胞凋亡的關(guān)系Wnt基因編碼的Wnt蛋白廣泛分布于各種組織內(nèi)，其發(fā)揮效應(yīng)時(shí)需與靶細(xì)胞膜上的卷曲蛋白（Fz）受體和輔助受體低密度脂蛋白受體相關(guān)蛋白5/6（LRP5/6）結(jié)合，去激活被激活的DVL并經(jīng)一系列復(fù)雜的細(xì)胞內(nèi)信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)，最后進(jìn)入細(xì)胞核，調(diào)控基因表達(dá)（見(jiàn)圖1）［13］。Wnt作為配體與G-蛋白偶聯(lián)受體Fz結(jié)合后激活多種不同的信號(hào)通路。包括經(jīng)典通路：即依賴(lài)于β-catenin的Wnt/β-catenin信號(hào)通路，這是目前我們對(duì)其機(jī)制了解最為清楚的一條通路，其涉及到β-catenin的穩(wěn)定和核內(nèi)轉(zhuǎn)運(yùn)，在細(xì)胞核內(nèi)β-catenin作為轉(zhuǎn)錄信號(hào)復(fù)合物的一部分與轉(zhuǎn)錄因子TCF/LEF家族成員共同激活目的基因。在無(wú)Wnt/β-catenin配體情況下，β-catenin將由降解復(fù)合體（APC-Axin-GSK-3β）通過(guò)磷酸化降解，從而導(dǎo)致磷酸化的β-catenin泛素化和蛋白酶體降解。當(dāng)Wnt與Fz和LRP5/6結(jié)合后將激活DVL，進(jìn)而抑制降解復(fù)合體，使β-catenin在胞漿內(nèi)積聚并轉(zhuǎn)入細(xì)胞核以激活Wnt相關(guān)目的基因［14］。臨床前，Wnt抑制劑功能的恢復(fù)與Wnt信號(hào)傳導(dǎo)減弱、細(xì)胞增殖減少與凋亡增加有關(guān)。細(xì)胞凋亡是一種程序性細(xì)胞死亡，其結(jié)果是有序而有效地去除受損細(xì)胞，是引起多種疾病的關(guān)鍵因素。Azevedo等建立了大鼠束縛應(yīng)激（RS）模型，觀察到Wnt/β-catenin信號(hào)在接受RS的心臟中被激活［15］。另外，去甲腎上腺素（NE）對(duì)離體心肌細(xì)胞的作用還能提高Axis1水平，誘導(dǎo)細(xì)胞凋亡［16］。這說(shuō)明Wnt信號(hào)通路與細(xì)胞凋亡緊密聯(lián)系，且起重要調(diào)控作用。另有研究證實(shí)β-catenin沉默可增加磷酸化-p53蛋白、促凋亡蛋白bax和活性天冬氨酸蛋白水解酶3（caspase-3）的表達(dá)，降低抗凋亡相關(guān)蛋白如B淋巴細(xì)胞瘤2（Bcl-2）的表達(dá)［17］。Wnt/β-catenin通路激活所導(dǎo)致的胞漿中磷酸化β-catenin/β-catenin比值減低，可能誘導(dǎo)乳腺癌干細(xì)胞發(fā)生凋亡［18］。

圖1 Wnt/β-catenin信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)通路

1.2 Wnt/β-catenin信號(hào)通路與細(xì)胞自噬的關(guān)系自噬是一種將細(xì)胞物質(zhì)傳遞給溶酶體降解的機(jī)制，導(dǎo)致細(xì)胞組分的基本周轉(zhuǎn)，并提供能量和大分子前體，有助于細(xì)胞對(duì)生物分子的降解［19］。自噬通過(guò)維持細(xì)胞內(nèi)環(huán)境和其他代謝應(yīng)激而促進(jìn)細(xì)胞存活，可參與過(guò)氧化物酶、線粒體和內(nèi)質(zhì)網(wǎng)等過(guò)程，在病理狀態(tài)下調(diào)控多種疾病的代謝［20］。以往研究表明，自噬通過(guò)促進(jìn)代謝壓力下紊亂的降解來(lái)負(fù)調(diào)控Wnt信號(hào)［21］。β-catenin廣泛存在于各種類(lèi)型的細(xì)胞，細(xì)胞膜中最常見(jiàn)，是鈣黏蛋白復(fù)合體的亞基。在致癌因子的作用下，β-catenin聚集于細(xì)胞質(zhì)或細(xì)胞核中，與TCF/LEF結(jié)合后刺激腫瘤相關(guān)基因的過(guò)度表達(dá)，加快腫瘤的發(fā)生發(fā)展［22］。Wnt/β-catenin信號(hào)通路對(duì)腫瘤細(xì)胞的生長(zhǎng)、癌變等生物過(guò)程均有顯著調(diào)控作用，是腫瘤發(fā)生發(fā)展中最經(jīng)典的信號(hào)通路之一，且越來(lái)越多的研究表明其與腫瘤細(xì)胞自噬有重要聯(lián)系［23］。耿武軍等［24］利用大腦中動(dòng)脈線栓阻塞法建立大鼠腦缺血再灌注（CIR）損傷模型，并進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，結(jié)果證實(shí)Wnt/β-catenin信號(hào)通路通過(guò)調(diào)控自噬改善大鼠CIR的神經(jīng)損傷。Wnt/β-catenin是腫瘤發(fā)生發(fā)展中經(jīng)典的信號(hào)通路之一，抑制該通路也可誘導(dǎo)腫瘤細(xì)胞自噬的發(fā)生。Fan等［25］研究證明，自噬激活可促進(jìn)肝癌細(xì)胞的轉(zhuǎn)移和糖酵解，其機(jī)制之一是自噬通過(guò)激活Wnt/β-catenin信號(hào)傳導(dǎo)誘導(dǎo)單羧酸鹽轉(zhuǎn)運(yùn)蛋白1（MCT1）表達(dá)。

2 中醫(yī)藥通過(guò)Wnt/β-catenin途徑調(diào)節(jié)細(xì)胞凋亡與自噬

中醫(yī)藥（包括單味中藥及提取物、中藥復(fù)方以及針灸等）對(duì)Wnt/β-catenin信號(hào)通路干預(yù)的作用機(jī)制的研究也成為諸多醫(yī)家的聚焦點(diǎn)。尤其在細(xì)胞凋亡及自噬的研究領(lǐng)域，為中醫(yī)藥的起效機(jī)制及作用靶點(diǎn)提供了臨床證據(jù)支持。

2.1 單味中藥及提取物、復(fù)方和針灸療法通過(guò)Wnt/β-catenin途徑調(diào)節(jié)細(xì)胞凋亡與自噬

2.1.1 單味中藥及提取物通過(guò)Wnt/β-catenin途徑調(diào)節(jié)細(xì)胞凋亡與自噬 張洪等［26］運(yùn)用青蒿琥酯培養(yǎng)大鼠肝星狀細(xì)胞的方法，發(fā)現(xiàn)青蒿琥酯通過(guò)Wnt/β-catenin信號(hào)通路，抑制GSK-3β在ser9位的磷酸化，從而提高糖原合成酶激酶3β（GSK-3β）的表達(dá)水平，促進(jìn)對(duì)β-連環(huán)蛋白（β-catenin）的降解進(jìn)而達(dá)到抑制肝星狀細(xì)胞增殖和凋亡，起到抗肝纖維化的作用。劉文虎等［27］實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，姜黃素可抑制MKN45細(xì)胞的遷移和侵襲，調(diào)控相關(guān)蛋白的活性，最終誘導(dǎo)其凋亡，其機(jī)制可能與抑制Wnt3a/β-catenin/EMT通路，調(diào)控Bcl-2家族及caspase途徑有關(guān)。呂君等［28］研究黃芪多糖對(duì)人肝癌Hep G2細(xì)胞增殖及凋亡的影響，發(fā)現(xiàn)黃芪甲苷多糖通過(guò)WNT/β-catenin信號(hào)通路促進(jìn)肝癌細(xì)胞的生長(zhǎng)、增殖和凋亡。陳杰等［29］研究結(jié)果提示W(wǎng)nt/β-catenin通路可以通過(guò)影響LRP5及βcatenin蛋白的表達(dá)水平來(lái)促進(jìn)成骨細(xì)胞增殖并抑制凋亡，實(shí)現(xiàn)對(duì)骨的調(diào)節(jié)作用，表明三七總皂苷治療激素性股骨頭壞死家兔是通過(guò)激活Wnt/βcatenin通路進(jìn)而影響LRP5及β-catenin表達(dá)發(fā)揮作用。LI等［30］研究發(fā)現(xiàn)，槲皮素能抑制K562和K562R細(xì)胞的增殖并誘導(dǎo)其凋亡，通過(guò)影響Wnt/β-catenin信號(hào)通路、激活凋亡途徑和細(xì)胞周期素來(lái)實(shí)現(xiàn)。CHI等［31］實(shí)驗(yàn)表明，苦參堿通過(guò)抑制膠質(zhì)瘤細(xì)胞中PI3K/AKT和Wnt-β-catenin通路，下調(diào)circ-104075和Bcl-9的表達(dá)誘導(dǎo)細(xì)胞凋亡和自噬。LI等［32］研究證明雷公藤內(nèi)酯（TPL）通過(guò)抑制Wnt/β-Catenin信號(hào)誘導(dǎo)自噬來(lái)抑制血管生成并誘導(dǎo)骨肉瘤細(xì)胞中的細(xì)胞凋亡。HU等［33］實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)，姜黃素通過(guò)下調(diào)GPC3/WNT/β-catenin信號(hào)通路抑制肝癌細(xì)胞的增殖，其部分機(jī)制是通過(guò)自噬激活介導(dǎo)。LI等［34］通過(guò)逆轉(zhuǎn)錄定量聚合酶鏈反應(yīng)，發(fā)現(xiàn)木犀草素（LTL）可以抵抗脂多糖（lipopolysaccharide，LPS）誘導(dǎo)的大鼠心肌細(xì)胞肥大和自噬。證明沉默β-catenin可抑制LPS誘導(dǎo)的心肌肥大和自噬體的形成。FU等［35］發(fā)現(xiàn)白藜蘆醇可抑制乳腺癌細(xì)胞MCF-7和SUM159分離的乳腺癌干細(xì)胞（BCSCs）的增殖，通過(guò)減弱Wnt/βcatenin信號(hào)通路誘導(dǎo)BCSCs細(xì)胞發(fā)生自噬效應(yīng)。ZHANG等［36］實(shí)驗(yàn)研究發(fā)現(xiàn)，粉防己堿通過(guò)阻止細(xì)胞上皮-間質(zhì)轉(zhuǎn)化（EMT）抑制人肝細(xì)胞癌（HCC）的侵襲和遷移，其機(jī)制與粉防己堿阻斷Wnt/βcatenin的途徑活性及誘導(dǎo)HCC自噬緊密相關(guān)。

2.1.2 中藥復(fù)方（或中成藥）通過(guò)Wnt/βcatenin途徑調(diào)節(jié)細(xì)胞凋亡 中藥復(fù)方療效的發(fā)揮往往由多個(gè)有效成分通過(guò)不同途徑實(shí)現(xiàn)多成分、多靶點(diǎn)的協(xié)同作用，從而達(dá)到治療疾病的目的。李華瓊等［37］研究發(fā)現(xiàn)，定癇丸通過(guò)下調(diào)wnt/β-Catenin信號(hào)通路上的β-catenin、Wnt3a蛋白表達(dá)，抑制海馬神經(jīng)元凋亡，發(fā)揮抗癲癇作用。呂素飛等［38］實(shí)驗(yàn)表明，骨痹方可以通過(guò)Wnt5a的表達(dá)和β-catenin的調(diào)節(jié)，從而延緩軟骨細(xì)胞。楊曉等［39］研究對(duì)數(shù)生長(zhǎng)期的HCT116細(xì)胞，結(jié)果發(fā)現(xiàn)，健脾消癌方可有效調(diào)節(jié)Wnt/β-catenin活性，促進(jìn)人結(jié)腸癌HCT116細(xì)胞凋亡并將其細(xì)胞周期從S期縮短至G1期。王延麗等［40］制備GPL模型，結(jié)果表明復(fù)方利左散能修復(fù)胃黏膜損傷，起到預(yù)防癌前病變的作用。其作用機(jī)制可能是通過(guò)干預(yù)胃黏膜增生、分化，抑制細(xì)胞中多個(gè)上下游分子表達(dá)，誘導(dǎo)細(xì)胞凋亡，從而阻斷癌前病變。張保靜等［41］研究發(fā)現(xiàn)，健脾清熱活血方可通過(guò)介導(dǎo)Wnt/β-catenin通路，干預(yù)SW480細(xì)胞G1期，加速細(xì)胞凋亡進(jìn)程發(fā)揮抗癌作用。XIA等［42］通過(guò)體外實(shí)驗(yàn)證明加味洋河湯具有預(yù)防軟骨細(xì)胞凋亡、保持細(xì)胞外基質(zhì)完整性和抗炎等療效。其機(jī)制之一是加味洋河湯可通過(guò)Wnt/β-catenin信號(hào)通路促進(jìn)白細(xì)胞介素1β（IL-1β）誘導(dǎo)的軟骨細(xì)胞凋亡，降低MMP-3、MMP-13、Caspase-3等凋亡因子表達(dá)。從而起到治療骨關(guān)節(jié)炎的作用。劉志超等［43］發(fā)現(xiàn)益氣活血湯可通過(guò)影響Wnt/β-catenin信號(hào)通路調(diào)控Wnt4、β-catenin表達(dá)，從而抑制軟骨細(xì)胞壞死和凋亡，一定程度延緩?fù)米甸g盤(pán)軟骨細(xì)胞的退變進(jìn)程，對(duì)指導(dǎo)椎間盤(pán)退變性疾病的防治具有重要意義。

2.1.3 針灸療法通過(guò)Wnt/β-catenin途徑調(diào)節(jié)細(xì)胞凋亡 除中藥復(fù)方及單味中藥提取物外，針灸特色療法通過(guò)Wnt/β-catenin信號(hào)通路調(diào)節(jié)細(xì)胞凋亡研究也逐年增長(zhǎng)。張媛媛等［44］將50只大鼠分為假手術(shù)組10只及膝骨關(guān)節(jié)炎模型40只，采用電針“內(nèi)膝眼”“犢鼻”治療3個(gè)月，發(fā)現(xiàn)電針該穴位可緩解膝骨性關(guān)節(jié)炎軟骨退變，可通過(guò)Wnt/β-catenin信號(hào)傳導(dǎo)途徑降低MMP-13表達(dá)，減少炎性細(xì)胞因子IL-1β，從而抑制軟骨細(xì)胞的凋亡，減輕軟骨組織破壞程度。黃萍萍等［45］運(yùn)用電針刺激頸椎病模型大鼠“大椎穴”，通過(guò)調(diào)節(jié)Wnt/βcatenin通路中wnt1和gsk-3的表達(dá)，抑制纖維環(huán)細(xì)胞的凋亡。鄭春水等［46］發(fā)現(xiàn)，電針能抑制頸椎病模型大鼠凋亡細(xì)胞，其有效途徑與電針激活Wnt-β-catenin信號(hào)通路密切相關(guān)。表明針灸特色療法通過(guò)調(diào)節(jié)Wnt/β-catenin信號(hào)通路對(duì)骨性疾病有一定的治療效果。

2.2 中藥有效成分及復(fù)方通過(guò)Wnt/β-catenin途徑抗氧化應(yīng)激氧化應(yīng)激在疾病發(fā)展過(guò)程中發(fā)揮著重要作用，Wnt/β-catenin信號(hào)通路異常激活會(huì)導(dǎo)致氧化應(yīng)激失調(diào)，加劇疾病的發(fā)展。王培［47］通過(guò)研究發(fā)現(xiàn)淫羊藿苷通過(guò)抑制Wnt/βcatenin信號(hào)通路活性，提高人胚肺成纖維細(xì)胞MRC-5的抗氧化能力，減緩肺纖維化的進(jìn)展。成鵬等［48］通過(guò)摘除大鼠雙側(cè)卵巢復(fù)制絕經(jīng)后大鼠骨質(zhì)疏松模型，發(fā)現(xiàn)黃芪甲苷能升高β-catenin和Wnt2蛋白表達(dá)水平，抑制叉頭轉(zhuǎn)錄因子O3a（FOXO3a）蛋白表達(dá)水平，可見(jiàn)黃芪甲苷能夠有效調(diào)節(jié)FoxO3a/Wnt2/β-catenin通路，降低氧化應(yīng)激誘導(dǎo)的去卵巢大鼠骨質(zhì)疏松。耿昊等［49］的實(shí)驗(yàn)表明，肝豆湯可通過(guò)激活肝臟Wnt/β-catenin信號(hào)通路促進(jìn)損傷的肝組織代償性自愈，從而達(dá)到降低高銅誘導(dǎo)氧化應(yīng)激損傷的療效。

3 結(jié)語(yǔ)

近年來(lái)，中醫(yī)藥通過(guò)Wnt/β-catenin途經(jīng)調(diào)節(jié)細(xì)胞凋亡和自噬的研究越來(lái)越多，并且取得一定成果。充分說(shuō)明Wnt/β-catenin信號(hào)通路通過(guò)不同的內(nèi)在作用機(jī)制直接或間接靶向參與疾病過(guò)程，但是筆者通過(guò)閱讀大量文獻(xiàn)整理總結(jié)發(fā)現(xiàn)，許多中藥有效成分、中藥復(fù)方、中成藥在治療疾病方面的具體機(jī)制未明確，因此對(duì)Wnt/β-catenin信號(hào)途徑的研究仍然任重而道遠(yuǎn)。今后，應(yīng)進(jìn)一步闡明特定中藥或中藥活性成分通過(guò)Wnt/β-catenin通路對(duì)細(xì)胞凋亡、自噬及氧化應(yīng)激的調(diào)節(jié)作用，進(jìn)一步挖掘Wnt/β-catenin通路在各類(lèi)疾病中的病理生理機(jī)制，探討Wnt/β-catenin通路在疾病的臨床診療甚至預(yù)后等方面的作用機(jī)制，推進(jìn)中醫(yī)藥事業(yè)邁向新臺(tái)階。