胶质瘤是一种最常见的颅内肿瘤，约占脑肿瘤的半数以上，其来源于胶质细胞或者前体细胞，包括星形胶质瘤、胶质母细胞瘤、少突胶质细胞瘤、室管膜瘤、混合胶质瘤、恶性胶质瘤、未分型胶质瘤(not otherwise specified,NOS)以及少数罕见病理型胶质瘤^[1]。不同于其它肿瘤，胶质瘤没有分期，而是基于临床表现分为四级(WHOⅠ-Ⅳ),其中Ⅰ、Ⅱ级为低级别胶质瘤，Ⅲ、Ⅳ级为高级别胶质瘤。胶质瘤的现有治疗方法仍以手术切除为主，辅以术后放射治疗、化学治疗、基因治疗以及免疫治疗等，除低级别和含有特定敏感性基因的患者外，其余患者预后并没有明显改善^[2]。近年来，随着人们对胶质瘤的不断深入研究，发现Wnt信号通路的失调与胶质瘤的发生、发展恶化及耐药机制等密切相关研究。

追溯Wnt基因最早可至1976年，Sharma^[3]发现果蝇的Wingless基因突变致使果蝇无翅，该基因被称为果蝇分节极性基因，其编码蛋白能传递细胞的生长发育信息，从而调控胚胎的轴向发育和蜕变过程中翼的形成。Nusse等^[4]在小鼠乳腺瘤病毒(MMTV)诱导小鼠乳腺癌变的过程中发现，大部分癌变细胞的Int1基因位点嵌有MMTV病毒，致癌机理可能为上调Int1表达。该基因与Wingless基因同源，统称为Wnt基因^[5]。Wnt的基因表达能通过多种途径参与调控胚胎细胞的生长、发育、分化和凋亡以及成人组织的细胞稳态和自我更新等生命过程^[6]；该信号通路的异常激活可导致肿瘤的发生及侵袭转移，在乳腺癌、肺癌、结直肠癌等多种肿瘤的发生发展过程中起促进作用^[7]。本文主要探讨Wnt信号通路在胶质瘤研究中的最新进展。

1 Wnt信号通路 1.1 经典Wnt信号通路

在正常的人体成熟细胞中，Wnt信号通路处于关闭状态，β-catenin和糖原合成激酶3(glycogen synthase kinase 3，GSK3)、结直肠腺瘤息肉蛋白(adenomatosis polyposis coli，APC)、轴抑制因子(axis inhibitor，Axin)形成复合体。GSK3可磷酸化β-catenin，继而通过泛素化途径经蛋白酶体(Proteosome)降解β-catenin，使得细胞内β-catenin处于较低水平^[6]。

当Wnt信号通路异常激活时，Wnt蛋白与细胞表面特异性受体卷曲蛋白受体(Frizzled，FZD)和低密度脂蛋白受体相关蛋白5/6(low density lipo-protein receptor related protein5/6，LRP5/6)特异性结合，激活胞内含有PDZ结构域的蓬乱蛋白(dishevelled，Dsh)和Axin蛋白，共同抑制GSK3活性，使得 β-catenin 降解所依赖的复合体解体，使 GSK3失去发挥功能的结构支持，间接阻碍 GSK3的磷酸化活性 ；另一方面也使 GSK3磷酸酶活性直接失活，最终导致β-catenin 在细胞质内积聚^[8]。细胞质内不断累积的β-catenin进入细胞核内与转录因子 T 细胞因子/淋巴增强子因子(T-cell factor/lymphoid enhancer factor，TCF/LEF)家族蛋白结合结合，启动转录过程，从而调节下游相关靶向基因如c-myc、cyclin D的表达，使得细胞从静止期进入增殖期，促进肿瘤细胞的侵袭和转移^[7]。

1.2 Wnt-细胞极化通路

又称Wnt/PCP(planner cell polarity，PCP)通路，Wnt和FZD直接结合，活化Dsh从而激活小三磷酸鸟苷酸酶及下游的c-jun N 端激酶(jun N-terminal kinase，JNK)和Rho相关卷曲螺旋形成蛋白激酶(Rho-associated coil-coiled forming protein kinase，ROCK)^[9]。该通路可调节细胞极性和迁徙，也参与细胞骨架重排，阶段性调控胚胎发育和原肠胚形成^[10]。

1.3 Wnt/Ca²⁺通路^[9]

主要由Wnt5A和Wnt11激活卷曲蛋白受体后，通过聚体G蛋白介导升高细胞内Ca²⁺的含量，从而激活钙调控依赖性激酶和蛋白质激酶C(protein kinase C，PKC),活化T细胞核因子，激活靶基因，进一步影响细胞粘连和下游基因表达，该通路也参与肠胚形成^[10]，并且可抑制经典信号通路^[11]。

2 Wnt信号通路对神经系统的影响

Wnt信号通路在神经细胞的生长、增殖、迁移以及凋亡方面起重要作用^[12]，其中研究最为广泛的是Wnt/β-catenin。人体的各种干细胞中，Wnt被证实是干细胞保持自我更新状态的关键因子，神经干细胞的Wnt蛋白参与成人脑组织的神经形成^[12]。小鼠的动物实验证明Wnt基因的突变和敲除Wnt1基因导致中脑缺失^[13]；在小鼠的室下区域发现Wnt能作用于神经前体细胞，继而影响神经细胞的生长，Wnt信号通路的强化能增加新生神经元的数量^[14]。体外研究表明Wnt信号通路同样影响海马神经突触传递和活动依赖性突触的可塑性^[5]；在成人大脑中发现的Wnt/β-catenin通路会影响维持和保护神经传递，抑制Wnt通路可能引起相关行为和认知疾病，例如抑郁和阿尔兹海默病^[16]。

研究还证明，经典的Wnt信号通路与Wnt5A介导的非经典通路共同参与调控大脑皮层神经元的迁移和分化，前者可被后者所抑制，经典信号通路的抑制触发Wnt5A通路，从而继续促进神经元的发育分化，并且调控神经细胞的生长定位^[17]。Wnt/β-catenin的活化可调控神经细胞的放射状迁移，干扰干细胞的定向和形态变化并延缓细胞分化迁移。在胚胎干细胞向神经干细胞的分化过程中，β-catenin的抑制因子Srfp2/3可促进神经系统的发育成熟，过表达Wnt会抑制神经系统的发育^[18]，继而抑制分化进程。

3 Wnt信号通路与胶质瘤发生发展中的研究进展

胶质瘤是颅内肿瘤中发生率最高的原发性肿瘤，平均生存期Ⅲ级为36～41个月，Ⅳ级仅为12～15个月^[19-20]，尽管近年来术前影像诊断、术中精确病灶切除辅以术后放化疗以及新兴的生物免疫治疗^[21]，然而总的生存率并没有显著改善。因此研究胶质瘤的发生发展过程以及相关异常信号网络通路则为患者提供了一个新的治理策略，而Wnt信号通路在人体多种肿瘤中发挥重要作用，同样被证实出现在胶质瘤的发病机理中^[22]，因此进一步深入研究Wnt信号通路在胶质瘤肿瘤发生过程中的所起作用则显得相当重要。

Wnt基因表达的分泌型蛋白，在胚胎发育中促进细胞增殖、分化和凋亡，在成人组织中不表达或者低表达；而在成人组织中的异常表达则会促进细胞恶性增殖和分化，调控肿瘤的发生发展^[6-7]。术后胶质瘤的病理组织与正常脑组织对比研究发现Wnt1在胶质瘤中显著高表达，并且与细胞周期蛋白D1相关联，前者发生比率约为11/1,后者约为4/1,因此Wnt1可作为胶质瘤患者术后的评估因素之一^[23]；同样Wnt2和Wnt5A被证实在胶质瘤细胞中高表达，体外实验下调Wnt2的表达会减弱U251细胞的增殖和侵袭能力并引起细胞凋亡^[24]，而过表达Wnt5A引起胶质瘤细胞增殖，体内试验抑制Wnt5A能够减弱胶质瘤细胞的致瘤性转化^[25]。另有研究同样证实异常活化Wnt5A通路导致炎症、纤维化变性、癌变^[26]。因此胶质瘤的抗肿瘤药物或者疫苗等技术以之作为治疗胶质瘤的靶点。

在Wnt信号通路中，β-catenin/TCF4基因介导的蛋白表达在细胞周期中提高G1/S的转化从而刺激细胞增殖；并且稳定Wnt基因介导的蛋白则有助于有丝分裂中微管的排列和染色体分离^[27]，因此可干扰细胞周期G1/S从而阻断胶质瘤的增殖。胶质瘤组织中的β-catenin/TCF4的表达及其核内聚集均高于正常脑组织，并与胶质瘤的分级呈正相关^[28],而高表达的β-catenin往往提示预后较差。而使用Tcf4siRNA或阿司匹林降低β-catenin/TCF4的活性可以使胶质瘤细胞停留在G0/G1周期，从而减缓侵袭并抑制皮下肿瘤生长^[29]。

Wnt蛋白的特异性受体FZD在人体中已发现10种，其中FZD2、4、6、9在胶质瘤中过表达^[30]。FZD4能通过调节SNAI1(zinc-finger transcription factor1)来提高上皮间质转化，活化经典的Wnt信号通路使得胶质瘤干细胞获能从而更具侵袭性，这也许是胶质母细胞瘤容易复发的一个因素^[31]；FZD9的表达集中在微血管和未分化的星型胶质瘤细胞中，与其WHO分级正相关^[32]。另有研究发现三聚体中的LRP6抗体能阻断Wnt1和Wnt3a介导的信号通路进而抑制MMTV-Wnt1和 MMTV-Wnt3移植瘤的生长^[33]，但LRP5/6在胶质瘤中的具体作用机理尚不明确，待进一步研究。

人体胶质瘤的病理研究发现，Wnt信号通路的抑制因子分泌型卷曲相关蛋白1(secreted frizzled related protein1,SFRP1)普遍存在异常甲基化，而相应的生存期更短，这可能是因为异常甲基化的SFRP导致肿瘤信号通路上调从而促进肿瘤进展，因此SFRP可作为患者预后的潜在指标之一^[34]。对比分析成人脑组织的胶质瘤干细胞和神经干细胞的基因表达，发现在9个胶质瘤细胞的培养中发现6个Wnt标志性的基因，其中3个基因(SFRP1,SFRP4和FZD7)的共同表达使得胶质瘤患者的中位生存期从38个月减少到17个月，抑制SFRP1可下调核β-catenin的表达进而抑制细胞增殖，进一步揭示了Wnt通路的调控失衡^[35]能导致胶质瘤的发病。

相比于正常脑组织，42例胶质母细胞瘤中的Axin水平下调31%，在标本中研究者观察到69% Axin存在细胞质中，远远高于仅存于细胞核及细胞质和核都有的Axin含量(9.5%、21.4%)^[36]，在C6星型胶质瘤细胞中，Axin能通过部分活化p53通路来诱导细胞死亡，减缓细胞增殖；Axin水平与星型细胞瘤分级及进展，Ki-67阳性指数两者呈负相关^[37] 因此可将Axin作为判断术后预后的指标之一。同样的，GSK-3β的活化能诱导胶质母细胞瘤的细胞分化和促进增殖，而通过小RNA干扰GSK-3β能抑制这种诱导分化^[38]；而APC在胶质瘤中研究较少。因此，为了胶质瘤的治疗，需进一步研究清楚Wnt信号通路其它成分的作用。

4 Wnt信号通路在胶质瘤治疗领域的研究展望

目前胶质瘤仍是以手术治疗为主的综合治疗，而作为一线化疗药替莫唑胺(temozolomide,TMZ)因为胶质瘤的化学抵抗性而减少作用；TMZ作为咪唑四嗪类衍生物的第二代烷化剂，其细胞毒性作用是使得DNA鸟嘌呤的N7和O6发生甲基化，DNA复制失败导致细胞停滞在G2/M期，致使肿瘤细胞凋亡^[39]；但肿瘤细胞可产生一种DNA修复酶(O6-methylguanine-DNA-methyltransferase，MGMT)，使得DNA甲基化损伤得以修复导致肿瘤细胞免受烷化剂损伤作用。最近的研究表明在肿瘤中Wnt/β-catenin可以调节MGMT基因的表达，而抑制该基因表达能降低肿瘤细胞的耐药性，体内实验同时揭示抑制Wnt信号通路可恢复肿瘤细胞对TMZ的敏感性^[40]，这也为胶质瘤的化疗提供了一个新的治疗思路。在恶性胶质瘤中，Wnt抑制因子1(Wnt inhibitory factor，WIF1)的表达能削弱肿瘤细胞基质依赖性和非依赖性增殖，过表达WIF1可诱导恶性肿瘤细胞产生剂量依赖性的类似敏感性的细胞，下调WIF1后在75%的胶质瘤细胞内发现异常的Wnt信号通路^[41]，因此可能通过WIF1的表达使得肿瘤细胞转化成敏感型从而获得治疗。同样在胶质瘤细胞中发现Wnt3A是一种自分泌的介导蛋白，促使细胞增殖和化疗抵抗，下调Wnt3A信号通路能使得替莫唑胺对更多细胞产生化疗敏感^[42]。同时在放疗治疗中，异常活化的Wnt通路可使得胶质瘤产生放疗抵抗^[43]；同时，星形胶质细胞瘤可通过神经生长相关蛋白组装微管，致使微管依赖性的肿瘤细胞侵袭、生长和产生放疗抵抗，切断其微管间联系可减弱星形细胞瘤对放疗的抵抗^[44]，而在胚胎中Wnt信号是微管组装和染色体分离的关键因子，因此可针对性地抑制Wnt通路来增强化疗效果^[21]，这为胶质瘤的放疗提供一个新的研究方向。

近年来，由于基因组学和脑科学的蓬勃发展，在Wnt信号通路介导的胶质瘤领域里，miRNA的研究也逐步开展。已证实MiR-30a-5p能抑制神经细胞粘连分子从而诱导Wnt通路提高肿瘤细胞侵袭能力^[45]。miR-215部分在胶质瘤患者的过表达，能活化β-catenin进而诱导肿瘤形成，被认为是预后不良的指标之一^[46]。miR-603同样证实能抑制WIF1来促进胶质瘤的发生发展^[47]。基因研究也为可不同的患者提供个性化的治疗方案。越来越多的研究表明Wnt信号通路在胶质瘤的发生、发展恶化过程中起着重要作用，并且显示出较大的临床潜力，虽然这些成果多还在基础领域，未转化为明显的临床效果，但随着研究的进一步进展，Wnt信号通路的研究可能会给胶质瘤治疗带来重大改变。