SFRP-1在早期乳腺癌發(fā)病機(jī)制中的作用

李淑蘭，孫衛(wèi)民，謝建軍

（河北省三河燕郊福合第一醫(yī)院內(nèi)科，河北 三河 065201）

分泌型卷曲相關(guān)蛋白-1（Secreted frizzledrelated protein-1，SFRP-1）為分泌型Wnt 拮抗劑，在人類細(xì)胞中廣泛表達(dá)，可作為細(xì)胞生長、細(xì)胞極化、細(xì)胞凋亡和惡性轉(zhuǎn)化的原始調(diào)節(jié)劑[1]。Wnt 信號(hào)通路在進(jìn)化過程中高度保守，在胚胎發(fā)育和成熟組織細(xì)胞增殖、分化和凋亡中具有重要作用[2]。SFRP1 主要通過結(jié)合Wnt 分子，誘導(dǎo)Wnt 信號(hào)通路功能下調(diào)。由于SFRP1 調(diào)節(jié)功能異常參與惡性腫瘤的發(fā)生，因此了解SFRP1 的調(diào)控機(jī)制對于惡性腫瘤的診治來說至關(guān)重要。研究表明，乳腺癌發(fā)生時(shí)SFRP1 在mRNA和蛋白水平上均表達(dá)下調(diào)，并與患者的生存率降低有關(guān)[3]。本文對SFRP1在早期乳腺癌發(fā)病機(jī)制中的作用予以探討?，F(xiàn)介紹如下。

1 SFRP-1 簡介

SFRP1 屬于SFRP 家族成員之一，編碼基因定位于8p11 染色體，包含3873 個(gè)堿基對。SFRP-1 翻譯后產(chǎn)生一種有314 個(gè)氨基酸的蛋白質(zhì)，包含三個(gè)主要的結(jié)構(gòu)域。第一結(jié)構(gòu)域是一種信號(hào)肽，允許蛋白質(zhì)合成后運(yùn)輸?shù)郊?xì)胞外基質(zhì)。第二結(jié)構(gòu)域即卷曲結(jié)構(gòu)域，是物種中相對保守的細(xì)胞外富含半胱氨酸結(jié)構(gòu)區(qū)域（cysteine rich domain，CRD）。SFRP1 CRD 主 要結(jié)合卷曲蛋白（frizzled proteins，F(xiàn)z）的wnt 位點(diǎn)，也能直接與Fz 相互作用，產(chǎn)生非功能性復(fù)合物[4-5]。第三結(jié)構(gòu)域的功能目前尚不明確。Wnt 信號(hào)通路是組織細(xì)胞發(fā)育和生長過程中重要的信號(hào)通路之一，通過細(xì)胞分化、極化和遷移促進(jìn)新生組織的形成，在胚胎發(fā)生過程中最為活躍。研究發(fā)現(xiàn)，SFRP1 主要作用于典型Wnt 通路。由于Wnt 分子之間有很大的同源性，故SFRP1 也可調(diào)控Wnt 非典型通路。Wnt 分子可誘導(dǎo)細(xì)胞內(nèi)β- 連接蛋白表達(dá)水平下降，使Wnt 靶基因轉(zhuǎn)錄下調(diào)。因此，Wnt 信號(hào)通路拮抗劑的功能失調(diào)涉及多種疾病，并與惡性腫瘤的發(fā)生密切相關(guān)。低濃度SFRP1 可增強(qiáng)Wnt 信號(hào)通路的活性，在低濃度時(shí)存在一個(gè)高親和力的連接位點(diǎn)，而在高濃度時(shí)存在一個(gè)低親和力的連接位點(diǎn)，從而下調(diào)Wnt 信號(hào)通路活性[6]。但迄今為止，我們對SFRP1 調(diào)節(jié)細(xì)胞活性的過程仍知之甚少。

2 SFRP1 在乳腺癌細(xì)胞中表達(dá)缺失

Wnt 信號(hào)通路激活涉及多種惡性腫瘤和其他疾病的發(fā)病過程，該通路作用模式的多樣性使SFRP1 的潛在分子機(jī)制復(fù)雜化。典型和非典型Wnt 通路的激活取決于乳腺癌亞型，反之亦然。典型Wnt 通路涉及基底細(xì)胞型乳腺癌，而非典型Wnt 通路涉及管腔型乳腺癌細(xì)胞。與正常組織相比，SFRP1 在乳腺癌組織細(xì)胞中呈低表達(dá)。事實(shí)上，SFRP1 作為Wnt 信號(hào)通路的下調(diào)因子，參與了細(xì)胞增殖、分化和存活的負(fù)調(diào)控[4]。因此，SFRP1 在生理?xiàng)l件下是一種重要的腫瘤抑制因子。在三陰性乳腺癌（雌激素受體、孕激素受體和人表皮生長因子受體-2 表達(dá)均呈陰性）病例中，SFRP1 的過表達(dá)可使化療的敏感性增加。SFRP1 具有促凋亡作用，在人類和小鼠中SFRP1 的表達(dá)下調(diào)是雌激素誘導(dǎo)反應(yīng)增加和乳腺組織增生的原因之一。在正常乳腺上皮細(xì)胞中，雌激素正調(diào)控SFRP1 的表達(dá)。一項(xiàng)全基因組關(guān)聯(lián)研究報(bào)告稱，在SFRP1 調(diào)節(jié)的基因相互作用網(wǎng)絡(luò)中，參與雌激素刺激反應(yīng)的一個(gè)集群中有27 個(gè)基因表達(dá)受到調(diào)控[7]。SFRP1 在三陰性乳腺癌中過表達(dá)，進(jìn)一步證實(shí)了雌激素參與SFRP1 相關(guān)乳腺癌的發(fā)生。另外，SFRP1 表達(dá)下調(diào)與SFRP-1 啟動(dòng)子區(qū)域CpG 島的高甲基化相關(guān)，提示表觀遺傳學(xué)在乳腺癌的發(fā)生中可能與基因突變同樣重要。在下一代測序時(shí)發(fā)現(xiàn)，SFRP1 啟動(dòng)子甲基化與基因表達(dá)調(diào)控存在很強(qiáng)的負(fù)相關(guān)性，表明SFRP1 啟動(dòng)子的高甲基化是導(dǎo)致乳腺癌中SFRP-1 基因沉默的主要原因，并與患者的不良預(yù)后相關(guān)。SFRP1 表觀遺傳在早期乳腺癌的發(fā)生中發(fā)揮著關(guān)鍵作用，SFRP-1 基因量化值可能作為臨床參數(shù)，有助于提高乳腺癌的早期診斷率[8-9]。

3 SFRP1 在乳腺小葉退化過程中起重要作用

乳腺組織在女性生命周期和性激素周期中不斷變化。乳腺組織在哺乳期達(dá)到生長高峰。當(dāng)哺乳期結(jié)束后，乳腺組織開始可逆的退化，以破壞過多的腺體和上皮組織，逐漸恢復(fù)到孕前大小。在可逆的退化過程中，無用的腺泡被免疫系統(tǒng)降解，并被膠原蛋白和脂肪組織取代。在圍絕經(jīng)期，乳腺則發(fā)生不可逆的退化。為降低惡性轉(zhuǎn)化的風(fēng)險(xiǎn)，免疫系統(tǒng)將無用的上皮細(xì)胞從乳腺組織中清除，以脂肪組織代替。但該過程存在個(gè)體差異，一些女性從2、3 型乳腺小葉的完全退化中獲益，最終乳腺小葉退化末端的腺泡完全消失；另一些女性有不完全的乳腺退化，增加了乳腺組織中上皮細(xì)胞的數(shù)量，增大了乳腺癌的發(fā)病風(fēng)險(xiǎn)。在乳腺小葉進(jìn)化的過程中，哺乳后和更年期前后的乳腺小葉退化與乳腺癌的發(fā)病風(fēng)險(xiǎn)密切相關(guān)。在正常乳腺和良性乳腺病變中，乳腺小葉退化程度與乳腺癌的發(fā)病風(fēng)險(xiǎn)呈負(fù)相關(guān)[10]。乳腺組織中SFRP1 的表達(dá)下調(diào)誘導(dǎo)了細(xì)胞惡性轉(zhuǎn)化的連鎖反應(yīng)。動(dòng)物實(shí)驗(yàn)研究發(fā)現(xiàn)，SFRP1 對小鼠乳腺增生有較大影響。敲除SFRP1 的小鼠其乳腺導(dǎo)管分支和小葉- 腺泡的發(fā)育狀況與懷孕中期的野生型小鼠相當(dāng)。與泌乳早期相比，奶牛乳腺組織中的SFRP1 在泌乳后期過表達(dá)，提示SFRP1 可能與泌乳后可逆的乳腺小葉退化有關(guān)[11]。SFRP1 在乳房發(fā)育的早期調(diào)控和可逆的泌乳后復(fù)舊中具有重要作用?？紤]到SFRP1 在乳腺退化中的潛在作用以及乳腺退化對乳腺腫瘤發(fā)生的保護(hù)作用，可認(rèn)為SFRP1可能是優(yōu)化乳腺小葉退化、降低乳腺癌發(fā)病風(fēng)險(xiǎn)的關(guān)鍵因素[12]。但SFRP1 與女性乳腺小葉退化之間的關(guān)系目前尚未完全闡明。

4 SFRP1 表達(dá)異常與乳腺成骨樣細(xì)胞分化

研究表明，SFRP1 是骨重塑的重要調(diào)節(jié)基因。SFRP1 由成骨細(xì)胞表達(dá)，并通過與核因子受體激活因子配體結(jié)合抑制破骨細(xì)胞的形成。在人胎兒成骨細(xì)胞系中，由于Wnt/β-catenin 信號(hào)通路的激活，抑制了SFRP1 促進(jìn)成骨細(xì)胞分化的作用。對骨髓源性間充質(zhì)干細(xì)胞的研究發(fā)現(xiàn)，使用miR-144 降低SFRP1 的表達(dá)可誘導(dǎo)細(xì)胞成骨分化。同時(shí)，SFRP1 缺失與細(xì)胞活性增加有關(guān)。SFRP1 的缺失可導(dǎo)致小鼠成骨細(xì)胞上調(diào)及骨小梁的形成。此外，乳腺癌中許多microRNA 相關(guān)的功能失調(diào)與骨形態(tài)蛋白反應(yīng)、維生素D 反應(yīng)、成骨細(xì)胞增殖及磷鈣穩(wěn)態(tài)有關(guān)。維生素D 被認(rèn)為是Wnt通路的下調(diào)調(diào)控因子和轉(zhuǎn)化生長因子-β（TGF-β）通路的上調(diào)調(diào)控因子，提示骨穩(wěn)態(tài)、炎癥和凋亡之間可能存在協(xié)同作用，共同參與乳腺癌的發(fā)病過程[13]。對不同腫瘤侵襲階段的乳腺病變進(jìn)行轉(zhuǎn)錄組分析，發(fā)現(xiàn)SFRP1 的表達(dá)水平隨著乳腺腫瘤的進(jìn)展而降低，并伴隨著分泌磷酸蛋白1 和骨膜蛋白表達(dá)的增加。分泌磷酸蛋白1 又名骨橋蛋白，由成骨細(xì)胞表達(dá)，可通過增加破骨細(xì)胞的骨黏附來促進(jìn)骨吸收。骨膜蛋白也由成骨細(xì)胞產(chǎn)生，在組織的發(fā)育和再生（包括傷口愈合）中發(fā)揮著優(yōu)勢作用。在炎癥性骨病發(fā)生時(shí)，通過降低SFRP1 的表達(dá)來消除吸收誘導(dǎo)的炎癥反應(yīng)，可誘導(dǎo)Wnt 典型信號(hào)通路的激活，達(dá)到抑制成骨細(xì)胞分化和活性的目的[14]。女性乳腺的發(fā)育為性激素依賴性。雌激素在女性絕經(jīng)期顯著下降，對骨吸收和骨形成具有負(fù)調(diào)控作用，導(dǎo)致骨量丟失。骨量下降與miR-542-3p的表達(dá)增加有關(guān)，在大鼠卵巢切除術(shù)后相關(guān)性骨質(zhì)疏松的研究中，發(fā)現(xiàn)miR-542-3p 可通過靶向SFRP1 下調(diào)成骨細(xì)胞分化[15]。了解SFRP1 和雌激素敏感性之間的交叉調(diào)節(jié)，有助于明確乳腺癌與絕經(jīng)后骨質(zhì)疏松癥的發(fā)病機(jī)制。乳腺組織中的成骨細(xì)胞分化可能導(dǎo)致新生骨構(gòu)建，這進(jìn)一步證實(shí)了SFRP1 表達(dá)異常參與乳腺成骨樣細(xì)胞分化的過程。

5 SFRP1 和乳腺微鈣化物質(zhì)

乳腺組織微鈣化在乳腺惡性病變中占30% ～50%。在乳腺X 光檢查中發(fā)現(xiàn)的多數(shù)微鈣化成分是鈣和磷酸鹽，而鈣和磷酸鹽是骨骼中礦物質(zhì)的主要組成部分。乳腺組織中存在成骨樣細(xì)胞，在微鈣化環(huán)境中乳腺細(xì)胞具有向成骨細(xì)胞分化的潛力。微鈣化可增加乳腺細(xì)胞的有絲分裂特性，使其發(fā)生惡性病變的可能性增加，并在乳腺導(dǎo)管原位癌中得到證實(shí)。乳腺組織微鈣化與活化單核細(xì)胞共同誘導(dǎo)乳腺上皮細(xì)胞向間充質(zhì)細(xì)胞轉(zhuǎn)變。此外，微鈣化為炎癥等病理過程的間接指標(biāo)，與哺乳后和圍絕經(jīng)期的乳房退化有關(guān)，也涉及腫瘤發(fā)生和腫瘤生長等病理過程[16]。

乳腺癌細(xì)胞具有一定的骨化潛力，在成骨條件下可產(chǎn)生新生微鈣化。乳腺組織中SFRP1 缺乏可能與成骨細(xì)胞的分化有關(guān)，導(dǎo)致乳腺組織中新的微鈣化形成。SFRP1 低表達(dá)可導(dǎo)致TGF-β 敏感性增加，促進(jìn)慢性炎癥反應(yīng)和Wnt 分子表達(dá)上調(diào)。Wnt 信號(hào)通路的過度刺激加重了乳腺微鈣化，導(dǎo)致乳腺組織中成骨細(xì)胞分化和新的羥基磷灰石晶體的產(chǎn)生[17-18]。SFRP1 作為Wnt 信號(hào)通路下調(diào)因子，其缺失可導(dǎo)致增殖、黏附和遷移等連鎖反應(yīng)，使發(fā)生乳腺細(xì)胞惡性轉(zhuǎn)變的可能性明顯增大。

6 小結(jié)

綜上所述，SFRP1 在早期乳腺癌的發(fā)病過程中發(fā)揮著重要作用，是一種重要的腫瘤抑制因子。SFRP1表達(dá)下調(diào)或缺失，導(dǎo)致Wnt 信號(hào)通路激活，可影響乳腺組織細(xì)胞的增殖、分化和可逆的泌乳后復(fù)舊等生理過程。SFRP1 也與雌激素相互誘導(dǎo)，增加乳腺成骨樣細(xì)胞分化和微鈣化積聚等病理過程。了解SFRP1 調(diào)節(jié)乳腺細(xì)胞活性的病理生理機(jī)制，對乳腺癌的早期診治具有重要意義。