SFRP-1在早期乳腺癌發病機制中的作用

李淑蘭，孫衛民，謝建軍

（河北省三河燕郊福合第一醫院內科，河北 三河 065201）

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

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 個堿基對。SFRP-1 翻譯后產生一種有314 個氨基酸的蛋白質，包含三個主要的結構域。第一結構域是一種信號肽，允許蛋白質合成后運輸到細胞外基質。第二結構域即卷曲結構域，是物種中相對保守的細胞外富含半胱氨酸結構區域（cysteine rich domain，CRD）。SFRP1 CRD 主 要結合卷曲蛋白（frizzled proteins，Fz）的wnt 位點，也能直接與Fz 相互作用，產生非功能性復合物[4-5]。第三結構域的功能目前尚不明確。Wnt 信號通路是組織細胞發育和生長過程中重要的信號通路之一，通過細胞分化、極化和遷移促進新生組織的形成，在胚胎發生過程中最為活躍。研究發現，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 也可調控Wnt 非典型通路。Wnt 分子可誘導細胞內β- 連接蛋白表達水平下降，使Wnt 靶基因轉錄下調。因此，Wnt 信號通路拮抗劑的功能失調涉及多種疾病，并與惡性腫瘤的發生密切相關。低濃度SFRP1 可增強Wnt 信號通路的活性，在低濃度時存在一個高親和力的連接位點，而在高濃度時存在一個低親和力的連接位點，從而下調Wnt 信號通路活性[6]。但迄今為止，我們對SFRP1 調節細胞活性的過程仍知之甚少。

2 SFRP1 在乳腺癌細胞中表達缺失

Wnt 信號通路激活涉及多種惡性腫瘤和其他疾病的發病過程，該通路作用模式的多樣性使SFRP1 的潛在分子機制復雜化。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 通路涉及基底細胞型乳腺癌，而非典型Wnt 通路涉及管腔型乳腺癌細胞。與正常組織相比，SFRP1 在乳腺癌組織細胞中呈低表達。事實上，SFRP1 作為Wnt 信號通路的下調因子，參與了細胞增殖、分化和存活的負調控[4]。因此，SFRP1 在生理條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 表達均呈陰性）病例中，SFRP1 的過表達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 的表達下調是雌激素誘導反應增加和乳腺組織增生的原因之一。在正常乳腺上皮細胞中，雌激素正調控SFRP1 的表達。一項全基因組關聯研究報告稱，在SFRP1 調節的基因相互作用網絡中，參與雌激素刺激反應的一個集群中有27 個基因表達受到調控[7]。SFRP1 在三陰性乳腺癌中過表達，進一步證實了雌激素參與SFRP1 相關乳腺癌的發生。另外，SFRP1 表達下調與SFRP-1 啟動子區域CpG 島的高甲基化相關，提示表觀遺傳學在乳腺癌的發生中可能與基因突變同樣重要。在下一代測序時發現，SFRP1 啟動子甲基化與基因表達調控存在很強的負相關性，表明SFRP1 啟動子的高甲基化是導致乳腺癌中SFRP-1 基因沉默的主要原因，并與患者的不良預后相關。SFRP1 表觀遺傳在早期乳腺癌的發生中發揮著關鍵作用，SFRP-1 基因量化值可能作為臨床參數，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到生長高峰。當哺乳期結束后，乳腺組織開始可逆的退化，以破壞過多的腺體和上皮組織，逐漸恢復到孕前大小。在可逆的退化過程中，無用的腺泡被免疫系統降解，并被膠原蛋白和脂肪組織取代。在圍絕經期，乳腺則發生不可逆的退化。為降低惡性轉化的風險，免疫系統將無用的上皮細胞從乳腺組織中清除，以脂肪組織代替。但該過程存在個體差異，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胞的數量，增大了乳腺癌的發病風險。在乳腺小葉進化的過程中，哺乳后和更年期前后的乳腺小葉退化與乳腺癌的發病風險密切相關。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病風險呈負相關[10]。乳腺組織中SFRP1 的表達下調誘導了細胞惡性轉化的連鎖反應。動物實驗研究發現，SFRP1 對小鼠乳腺增生有較大影響。敲除SFRP1 的小鼠其乳腺導管分支和小葉- 腺泡的發育狀況與懷孕中期的野生型小鼠相當。與泌乳早期相比，奶牛乳腺組織中的SFRP1 在泌乳后期過表達，提示SFRP1 可能與泌乳后可逆的乳腺小葉退化有關[11]。SFRP1 在乳房發育的早期調控和可逆的泌乳后復舊中具有重要作用。考慮到SFRP1 在乳腺退化中的潛在作用以及乳腺退化對乳腺腫瘤發生的保護作用，可認為SFRP1可能是優化乳腺小葉退化、降低乳腺癌發病風險的關鍵因素[12]。但SFRP1 與女性乳腺小葉退化之間的關系目前尚未完全闡明。

4 SFRP1 表達異常與乳腺成骨樣細胞分化

研究表明，SFRP1 是骨重塑的重要調節基因。SFRP1 由成骨細胞表達，并通過與核因子受體激活因子配體結合抑制破骨細胞的形成。在人胎兒成骨細胞系中，由于Wnt/β-catenin 信號通路的激活，抑制了SFRP1 促進成骨細胞分化的作用。對骨髓源性間充質干細胞的研究發現，使用miR-144 降低SFRP1 的表達可誘導細胞成骨分化。同時，SFRP1 缺失與細胞活性增加有關。SFRP1 的缺失可導致小鼠成骨細胞上調及骨小梁的形成。此外，乳腺癌中許多microRNA 相關的功能失調與骨形態蛋白反應、維生素D 反應、成骨細胞增殖及磷鈣穩態有關。維生素D 被認為是Wnt通路的下調調控因子和轉化生長因子-β（TGF-β）通路的上調調控因子，提示骨穩態、炎癥和凋亡之間可能存在協同作用，共同參與乳腺癌的發病過程[13]。對不同腫瘤侵襲階段的乳腺病變進行轉錄組分析，發現SFRP1 的表達水平隨著乳腺腫瘤的進展而降低，并伴隨著分泌磷酸蛋白1 和骨膜蛋白表達的增加。分泌磷酸蛋白1 又名骨橋蛋白，由成骨細胞表達，可通過增加破骨細胞的骨黏附來促進骨吸收。骨膜蛋白也由成骨細胞產生，在組織的發育和再生（包括傷口愈合）中發揮著優勢作用。在炎癥性骨病發生時，通過降低SFRP1 的表達來消除吸收誘導的炎癥反應，可誘導Wnt 典型信號通路的激活，達到抑制成骨細胞分化和活性的目的[14]。女性乳腺的發育為性激素依賴性。雌激素在女性絕經期顯著下降，對骨吸收和骨形成具有負調控作用，導致骨量丟失。骨量下降與miR-542-3p的表達增加有關，在大鼠卵巢切除術后相關性骨質疏松的研究中，發現miR-542-3p 可通過靶向SFRP1 下調成骨細胞分化[15]。了解SFRP1 和雌激素敏感性之間的交叉調節，有助于明確乳腺癌與絕經后骨質疏松癥的發病機制。乳腺組織中的成骨細胞分化可能導致新生骨構建，這進一步證實了SFRP1 表達異常參與乳腺成骨樣細胞分化的過程。

5 SFRP1 和乳腺微鈣化物質

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

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

6 小結

綜上所述，SFRP1 在早期乳腺癌的發病過程中發揮著重要作用，是一種重要的腫瘤抑制因子。SFRP1表達下調或缺失，導致Wnt 信號通路激活，可影響乳腺組織細胞的增殖、分化和可逆的泌乳后復舊等生理過程。SFRP1 也與雌激素相互誘導，增加乳腺成骨樣細胞分化和微鈣化積聚等病理過程。了解SFRP1 調節乳腺細胞活性的病理生理機制，對乳腺癌的早期診治具有重要意義。