Wnt 信號通路在腦卒中疾病中作用的研究進展

姚曉雯，王 玉，唐 巍

（1.安徽中醫藥大學研究生院，安徽合肥230000； 2.安徽中醫藥大學針灸推拿學院，安徽合肥230000）

缺血性腦卒中又稱腦梗死，是最常見的腦卒中類型，約占所有腦卒中的60%～80%，其在世界范圍內具有高發病率和高死亡率，而且由于較差的預后使得患者帶給家庭與社會額外的壓力［1-2］。腦缺血是由于腦部血流突然中斷導致腦細胞死亡和神經缺損［3］，其發病機制較為復雜，可能由興奮性毒性、炎性細胞因子、一氧化氮和自由基損傷以及細胞凋亡等引起［4］。在這些機制中都存在著信號傳導的過程，參與著神經細胞的分裂、死亡、再生。其中Wnt 信號傳遞是一種在發育過程中涉及神經前代擴展和譜系規范的保守通路［5］。通路主要由配體蛋白、相應受體及一些信號物質構成，可分為兩類：典型Wnt/β-catenin 信號通路和非經典Wnt 信號通路。而按照通路不同，Wnt 蛋白分為兩型，經典 Wnt 信號通路蛋白為 Wnt1 族，包括Wnt1、Wnt3a、Wnt8a 等；非經典 Wnt 信號通路蛋白為 Wnt-5a 族，包括 Wnt4、Wnt5a、Wnt7b 等［6］。研究顯示，Wnt 信號通路可調控神經發生過程中神經元的增殖、分化、遷移，突觸發生以及軸突生長等過程，對缺血性腦卒中后神經康復具有重要的指導意義［7-8］。

1 經典Wnt 信號通路

典型的Wnt 信號傳遞主要是由多功能β 兒茶素蛋白介導的，該蛋白是淋巴增強因子（LEF）和T 細胞因子（TCF）等轉錄因子的一個有效的輔助激活因子。多項研究結果都強調了經典Wnt 信號通路在神經退行性病變中的重要作用［9］。

1.1 Wnt/β-catenin 信號通路對腦卒中疾病的增殖調節作用

Wnt/β-catenin 信號轉導通路是一條較為經典的通路，在細胞轉運、凋亡中起著重要作用。近年來研究還發現它參與神經干細胞增殖、分化的調控過程繼而有效的調控腦卒中。李霽敏［10］通過兩種中醫治法對大鼠進行灌注，取RNA 進行PCR測定得出可以從多個基因途徑激活 Wnt/βcatenin 信號通路，促進內源性NSCs 增殖分化，對腦缺血再灌注損傷起到保護作用。Cui XP 等［11］在缺氧與傳統條件下分別培養小鼠，在不同條件下電穿孔神經干細胞，檢測LEF/TCF 依賴性熒光素酶活性，結果顯示β 連環素可促進海馬神經干細胞的增殖。羅時鵬等［12］將小鼠分組造模后通過免疫組化檢測通路及重要信號分子得出Wnt 信號途徑在腦缺血再灌注損傷后被激活，β-catenin 在胞質內聚集從而促進了細胞增殖。陳斌［13］將大鼠分組并取曲池、足三里進行電針刺激，灌注后提取蛋白通過免疫組化測定得出電針二穴可以活化β-catenin 信號通路，促進皮質半暗帶神經前體細胞的增殖。張利美［14］將大鼠分為模型組，對照組，西藥組和劑量不同的中藥組5 組，通過不同藥物灌注后進行神經功能評定，PCR 測定蛋白表達得出丹龍醒腦方可能通過激活Wnt/β-catenin 通路，上調 Wnt-1、Wnt3a、β-catenin 表達，促進腦缺血再灌注損傷大鼠海馬區內源性神經干細胞增殖。宋祖榮等［15］通過灌注造模研究兩方對Wnt3a 蛋白表達的影響，并發現Wnt3a 可以激發經典通路并對細胞的增殖分化及細胞周期進行調節。

1.2 Wnt/β-catenin 信號通路對腦卒中疾病的分化作用

近來研究的Wnt/β-catenin 信號通路主要作用越來越傾向于促進NSCs 的分化，并顯著提高向神經元分化的比例［10］。 羅時鵬等［16］將小鼠分組造模，通過腹腔注射及免疫組化測定得出Wnt信號途徑與腦損傷后的修復有關，其中Wnt3a 在中樞神經系統發育、維持NSCs 自我更新和分化的過程具有重要作用。鄧勇等［17］將大鼠按不同時間節點與不同灌注方式分為4 組進行實驗，通過PCR 測定得出腦絡欣通可能通過上調Wnt-3a、β-catenin 表達調節腦缺血后神經干細胞的增殖分化。史江峰等［18］研究發現升降散上調Wnt 信號途徑很可能是通過激活Wnt 信號膜受體發揮作用以促進腦血管的新生和神經干細胞的分化。朱道琦等［19］通過穴位敷貼各組大鼠觀測不同時間段的蛋白表達發現腦缺血可激發Wnt 通路，啟動下游靶基因的轉錄、翻譯，促進細胞增殖與分化。耿武軍等［20］通過對各組大鼠進行藥物注射以觀察Wnt/β-catenin 信號通路是否介導腦缺血，發現Wnt 信號通路通過自身的增殖、分化來對腦保護起作用。Qu Zhengyi 等［21］采用海人酸致癇大鼠模型，探討Wnt/β-catenin 信號通路是否參與顳葉癲癇的異常神經發生。免疫染色和免疫印跡結果顯示，在注射海人酸誘發的急性癲癇過程中，Wnt 信號通路中的關鍵調節因子β 連環素、Wnt3a 和Cyclin D1的表達水平顯著上調并且發現Wnt3a/β-catenin 信號通路在海馬異常神經發生和潛在的重塑之間起連接作用，促進神經的分化與再生。

1.3 Wnt/β-catenin 信號通路對腦卒中疾病的抑制遷移作用

Wnt 信號通過多種內源性拮抗劑在各個水平上嚴格控制發生信號級聯反應［22］。Zhang Li 等［23］測定了AD 小鼠腦組織中Dkk3 的表達。用轉Dkk3基因小鼠與AD 小鼠雜交，研究Dkk3 對AD 小鼠的影響得出其可改善學習、記憶和運動活動異常，得出Dkk3 是Wnt 信號轉導的激動劑，并且能夠補償AD 小鼠Dkk3 表達的降低，Wnt 信號轉導途徑的激活抑制AD 的發展。湯海波［24］將實驗大鼠隨機分組，觀察關鍵因子和蛋白的表達，結果顯示白藜蘆醇可上調 Wnt、β-catenin、Cyclin D1 等表達，說明白藜蘆醇可激活Wnt/β-catenin 信號通路在缺血性疾病中減輕炎癥和抑制細胞凋亡的作用。逯冉冉等［25］進行模型灌注監測得出GSK-3β通過抑制β-catenin 作用來保護胞質穩定性以免Wnt 信號通路異常激活。Medina MA 等［26］在實驗中表明Wnt/β-catenin 信號轉導提高了HT22 小鼠海馬細胞和原代培養大鼠海馬神經元Nlgn3 mRNA 和蛋白水平，發現它們在Wnt/β 連環素細胞報告試驗中活性顯著增強，結果顯示將Wnt/βcatenin 信號轉導與Nlgn3 基因的轉錄聯系起來，支持信號轉導途徑在興奮性/抑制性神經元活性失調中的功能作用。Zhang Jianshui 等［27］探討了Wnt3a/β-catenin 信號在缺血誘導BMECs 凋亡中的潛在作用并發現缺氧-葡萄糖剝奪（OGD） 可誘導BMECs 凋亡，Wnt3a mRNA 表達減少。同時，用外源性Wnt3a 蛋白或氯化鋰激活Wnt3a/β-catenin信號，可增加細胞核β-catenin 的表達。DKK1 或2，4-二氨基喹唑啉抑制 Wnt3a/β-catenin 信號可增加BMECs 凋亡，降低Bcl-2 的表達，提示激活Wnt3a/β-catenin 信號減弱缺血誘導的 BMECs 凋亡，對其起到抑制作用。Pérez-Palma E 等［28］檢測了短期Wnt3a 處理誘導的大鼠海馬神經元原代培養中的全局轉錄變化。RNAseq 實驗鑒定170個差異表達基因，包括已知的Wnt/β-catenin 靶基因以及新的潛在候選基因并研究了富含Wnt3a激活的分子網絡。研究結果表明，Wnt/β-catenin介導的轉錄控制與突觸功能障礙中受影響的神經元結構和活性相關的多個生物學過程，在腦卒中中參與著遷移作用。

2 非經典WNT 通路

非經典通路即由β-角烯蛋一個中心信號分子，是由現在已經松散分離的途徑的集合，Wnt5a，Wnt4 和Wnt11 被認為是原型的非規范的Wnts［29］。Park SY［30］在研究 IL-1β 在皮層神經前體細胞（NPC）神經元分化中的可能作用時發現IL-1β 可提高Wnt5a 的mRNA 和蛋白水平。為了進一步研究，外源性添加了Wnt5a 并發現Wnt5a 可促進神經元的分化。李慧等［31］通過灌注研究海馬齒狀回顆粒細胞下層Wnt7b 的表達，結果表明缺血性腦損傷可刺激 Wnt7b 在成年海馬SGZ 的表達上調，其可能通過經典Wnt 通路參與神經前體細胞再生。宋祖榮等［32］通過實驗研究得出兩種中藥復方可以通過增強海馬CA1 區Wnt5a 蛋白的表達，從而促進局部缺血后細胞的增殖分化以及神經可塑性。

3 結 語

目前，隨著我國老齡化的增加，缺血性腦卒中已成為最主要的致死因素和致殘因素。由于缺血性腦卒中具有高發生率、高死亡率、高致殘率，是危害中老年人健康和生命的常見病，對此疾病我們要做好早期預防［33］，所以臨床治療缺血性腦梗死為重中之重，其主要治療的超早期溶栓因狹窄的時間窗以及對患者標準的嚴格篩查，并不能對患者進行有效治療。因此神經血管結構與功能的修復已得到越來越多的關注。Wnt 通路是調控細胞生長、增殖、分化的關鍵途徑，無論是在正常的神經發生、還是神經系統疾病形成和發展過程中，均有Wnt 信號通路的參與。大量研究表明，Wnt 信號通路對神經干細胞的增殖分化發揮著決定作用，為很多腦損傷疾病提供啟發與研究方向。研究Wnt 通路與中樞神經系統細胞的作用可以為腦卒中在臨床針刺康復治療提供新的依據與思路。