分泌型卷曲相關蛋白1與肺部疾病的研究進展

[摘要]"分泌型卷曲相關蛋白（secreted"frizzled-related"protein，SFRP）1是分泌型糖蛋白SFRP家族成員，作為調控細胞生長、發育和轉化的原始基因，SFRP1在人類細胞中廣泛表達。SFRP1作為一種分泌型糖蛋白，與Wnt通路的結合細胞表面卷曲蛋白相關受體的結合位點同源。SFRP1是一種Wnt信號通路拮抗劑，可干擾Wnt信號轉導，且參與細胞的生長及凋亡過程。在Wnt通路中，SFRP1作為其信號轉導的抑制因子，可能與呼吸系統相關疾病有關。本文就SFRP1在肺部疾病發生中的作用機制進行綜述，以供臨床參考。

[關鍵詞]"分泌型卷曲相關蛋白1；Wnt通路；肺部疾病

[中圖分類號]"R563""""""[文獻標識碼]"A""""""[DOI]"10.3969/j.issn.1673-9701.2024.31.028

分泌型卷曲相關蛋白（secreted"frizzled-related"protein，SFRP）1是SFRP家族成員[1]。SFRP家族由5種分泌型糖蛋白基因構成，包括SFRP1、SFRP2、SFRP3、SFRP4和SFRP5。其中，SFRP1基因位于人類第8號染色體的p11.21區域，編碼一個由314個氨基酸組成的蛋白質，分子量約為35.4kDa[2]。SFRP1蛋白包含羧基末端的網狀蛋白結構域、氨基末端的富含半胱氨酸結構域。后者擁有10個半胱氨酸殘基，形成5個二硫鍵，其部分結構與Wnt/β-連環蛋白（β-catenin）信號通路的卷曲蛋白（frizzled，FZD）受體高度同源并與FZD受體的結構域呈現出顯著的相似性[3]。鑒于上述特性，在分子層面SFRP1蛋白具備與Wnt蛋白及FZD受體相結合的能力，因而被認為是Wnt/β-catenin信號通路的關鍵調節因子。近年來，關于SFRP1對細胞發育、凋亡的影響，特別是在肺部疾病的研究備受關注。

1""Wnt通路概述

Wnt信號通路是一種復雜的信號轉導網絡，對維持人類生長發育之間的平衡發揮重要作用[4]。Wnt/β-catenin信號通路屬于經典Wnt信號通路，該通路主要涉及組分包括β-catenin、軸突蛋白、跨膜受體和T細胞因子/淋巴增強因子[5]。經典的Wnt信號通路主要調節細胞中β-catenin的穩定性和積累。在細胞信號傳導機制中，Wnt/β-catenin通路扮演著至關重要的角色。此通路的啟動始于Wnt蛋白，與細胞表面的FZD受體相結合，進而形成Wnt-FZD復合體。隨后，該復合體與低密度脂蛋白受體相關蛋白（low-density"lipoprotein"receptor-related"protein，LRP）5/6發生交互作用，使LRP胞內段磷酸化[6]。在該途徑非激活狀態下，β-catenin維持與所謂的“破壞復合體”結合狀態，該復合體促使β-catenin經由泛素化途徑降解[7]。然而，一旦Wnt/β-catenin信號通路被激活，β-catenin便從“破壞復合體”中分離，轉而與磷酸化的LRP胞質尾部緊密結合。此過程使β-catenin從“破壞復合體”中解脫，得以在磷酸化修飾后移向細胞核內。β-catenin與轉錄因子，尤其是T細胞因子和淋巴增強因子家族成員形成復合體，進而調控一系列靶基因的轉錄活性與表達水平。這一系列精密調控步驟確保Wnt/β-catenin信號通路在胚胎發育、細胞分化、增殖及腫瘤發生等生物學過程中發揮其核心作用。

2""SFRP1概述

2.1""SFRP1的生物結構

Wnt信號通路被調控，這一過程涉及多種分泌型拮抗因子及調節因子。從功能角度上，Wnt信號拮抗劑可分為兩大體系，即SFRP家族和Dickkopf家族。前者可進一步細分為SFRP家族成員、Cerberus及Wnt抑制因子1（Wnt"inhibition"factor"1，WIF-1）[8]。依據基因序列的同源性分析，SFRP基因家族可劃分為兩個緊密關聯的分支。具體而言，SFRP1、SFRP2與SFRP5構成第一分支，而SFRP3/FRZB（與骨骼生成密切相關的Frizzled基因變體）和SFRP4共同組成第二分支[9]。SFRP作為Wnt蛋白的直接拮抗劑，分子量通常介于30～40kDa。SFRP的C-末端常攜帶一個網狀結構域，由6個半胱氨酸殘基和多個保守的疏水氨基酸構成。鑒于SFRP與Wnt受體共享部分半胱氨酸結構域的同源性，推測SFRP1可通過與FZD受體的直接作用或促使FZD形成非功能性復合體，有效抑制Wnt信號級聯反應的傳遞[10]。

2.2""SFRP1的生物學功能

SFRP1的生物學功能多種多樣，SFRP1被認為是一種Wnt信號通路拮抗劑，干擾Wnt信號轉導，并通過調節細胞增殖、分化、凋亡和焦亡對決定細胞命運發揮重要作用[11]。SFRP1通過調節Wnt/β-catenin和Notch信號通路參與核苷酸結合寡聚化結構域樣受體蛋白3介導的焦亡，從而影響類風濕關節炎的進展。在腫瘤疾病方面，研究發現SFRP1在肺癌、胃癌、乳腺癌、子宮內膜癌等多種腫瘤組織中表達下調[12]；Wnt信號通路參與卵巢癌的發育[13]。典型的Wnt信號通路是成纖維細胞激活所必需的，內源性Wnt拮抗劑的異常表達是Wnt信號通路激活的重要調節因子[14]。作為最常見的Wnt拮抗劑，SFRP下調參與多種纖維化疾病，如系統性硬化癥的皮膚纖維化、心肌纖維化、腎纖維化[15]。上調的SFRP可抑制不同組織中成纖維細胞的增殖，并減少細胞外纖維素的產生和應激誘導的細胞凋亡。

3""SFRP1與肺部疾病的關系

3.1""SFRP1與肺部發育

在肺泡的發育及分化中，經典Wnt信號通路扮演著不可或缺的角色，其對氣管和肺泡的形成與發展尤為關鍵。在氣道分化的進程中，Wnt/β-catenin通路的下調可加速多潛能干細胞向近端支氣管上皮細胞的特化轉變[16]。相反，Wnt/β-catenin信號的激活則傾向于引導干細胞向遠端支氣管上皮細胞分化，從而促進肺泡系統的完善。肺泡是肺部實現氣體交換的核心部位，其發育與分化受到Wnt/β-catenin信號通路的調控[17]。此信號通路對肺泡發育及分化展現出積極的調控作用，確保肺泡的正常發育。肺泡微環境中的間充質細胞可分泌Wnt3a因子，該因子激活經典Wnt信號，進而促進肺泡上皮祖細胞的分化，確保肺泡結構的完整性和功能效率。綜上，Wnt/β-catenin信號通路在肺部發育的不同階段和不同細胞類型中展現出復雜且精確的調控作用，SFRP1作為Wnt通路的拮抗劑影響肺部發育。

3.2""SFRP1與慢性阻塞性肺疾病

慢性阻塞性肺疾病（chronic"obstructive"pulmonary"disease，COPD）是一種可預防、可治療的疾病，其特征為氣流受限。COPD早期的病理變化主要體現為支氣管周圍纖維化、氣道重構、肺泡毛細血管與上皮細胞損害，進而引發肺組織缺氧[18]。在缺氧微環境中，SFRP1表達成為評估肺盤狀細胞與血管內皮細胞功能狀態的指標。盤狀細胞與血管內皮細胞在COPD急性期進展中發揮重要作用，其作用通過SFRP1的特異性分泌得以體現[19]。SFRP1還可反映細胞凋亡與增殖的狀態。在COPD急性期，肺組織中廣泛存在細胞增殖與凋亡現象，SFRP1的分泌活動與之緊密相連。相較于健康個體，COPD患者肺組織中Wnt"mRNA及蛋白表達顯著升高[20]。Wnt信號通路可被炎癥因子激活，使β-catenin蛋白表達增多，導致SFRP1生成增加，抑制炎癥因子的進一步擴散，揭示SFRP1與COPD之間的內在聯系。氣道重塑與炎癥是COPD進展中氣流受限的雙重驅動因素。氣道重塑是慢性炎癥所致的氣管壁損傷與修復過程失衡。Wnt信號通路已被證實為慢性氣道炎癥及氣道重塑進程中不可或缺的一環[21]。Wnt通路涉及Wnt蛋白、FZD受體、LRP及下游分子。Wnt蛋白通過與細胞表面FZD受體的特異性結合，激活Wnt信號通路。與此相反，SFRP1作為一種分泌型糖蛋白，通過與FZD受體的競爭性結合，可有效抑制Wnt信號傳導。

3.3""SFRP1與肺氣腫

在肺氣腫患者中，Wnt信號轉導活性受抑制，靶基因表達降低。SFRP1主要分布于肺組織，與氣道發育和氣道形態變化密切相關[22]。SFRP1通過與細胞外膜上FZD受體的競爭性互動，達到抑制Wnt信號通路的目的。既往研究證實SFRP1在肺氣腫患者肺組織中表達異常升高[23]。相較于標準野生型小鼠，SFRP1基因敲除小鼠肺部遠端上皮區域及鄰近間質空間出現顯著的肺泡管擴張現象，同時伴隨肺間質結構的縮減，該發現印證SFRP1對肺泡穩定性和整體肺結構完整性具有維持作用[24]。Naujok等[25]通過激活小鼠胚胎干細胞的糖原合成酶激酶3β，繼而發現Wnt信號通路的活躍顯著加快肺泡上皮細胞的再生修復速率，并緩解實驗小鼠的肺氣腫。

3.4""SFRP1與支氣管哮喘

支氣管哮喘是過敏性炎癥疾病中的典型代表，其主要病理表現是氣道慢性炎癥及氣道重塑。研究表明抑制Wnt/β-catenin信號通路可有效遏制氣道炎癥及氣道重構過程，為治療相關疾病提供理論基礎。Faisy等[26]指出SFRP1與β2腎上腺素受體激動劑所誘發的氣道高反應性存在關聯。支氣管哮喘模型小鼠剔除SFRP1基因后，氣道炎癥細胞浸潤現象明顯減輕，支氣管肺泡灌洗液中炎癥標志物含量降低[27]。值得注意的是，血清SFRP1水平升高與支氣管哮喘病情加重呈正相關。有證據顯示，在支氣管哮喘急性發作階段，血清SFRP1水平升高可能與氣道結構改變相關聯。推測此現象的潛在機制涉及SFRP1過度表達，Wnt信號通路受抑制，加速細胞外基質分解，損害肺泡及氣管壁的完整性，并刺激毛細血管新生增加其分布密度，從而加劇氣道重塑過程。

3.5""SFRP1與肺癌

非小細胞肺癌（non-small"cell"lung"cancer，NSCLC）是肺癌的主要病理類型，其分子發病機制尚不明晰，DNA甲基化、上皮-間充質轉換（epithelial-"mesenchymal"transition，EMT）等多種分子機制與NSCLC的發展、轉移及生物學特征緊密相關[28]。Stewart等[29]發現SFRP1基因甲基化不僅增加淋巴結侵襲和腦轉移風險，亦削弱腫瘤細胞對表皮生長因子受體抑制劑的敏感度，從而降低靶向治療的效果。因此采取去甲基化藥物恢復SFRP1基因的正常表達狀態成為增強NSCLC對化療藥物反應性的新策略。紫杉醇作為肺腺癌一線化療藥物，其在靶向治療中的地位不容小覷。Ren等[30]研究發現SFRP1基因的甲基化修飾直接導致SFRP1蛋白表達降低，進而觸發Wnt/β-catenin信號通路活化，促使肺腺癌細胞對紫杉醇產生抗藥性。然而，通過去甲基化藥物的介入，SFRP1的轉錄水平得以恢復，進而阻斷Wnt/β-catenin信號通路，顯著提升肺腺癌細胞對紫杉醇類藥物的敏感度，加速細胞凋亡進程。此外，SFRP1基因在EMT進程中起重要作用，其作用機制可能與抑制c-myc表達進而遏制NSCLC細胞的EMT進展有關，為NSCLC的治療開辟新路徑。

3.6""SFRP1與肺纖維化

特發性肺纖維化（idiopathic"pulmonary"fibrosis，IPF）是一種以呼吸困難和肺功能進行性惡化為特征的原因不明的慢性進行性纖維化間質性肺炎，以不明原因的肺泡結構破壞和成纖維細胞灶聚集為特點，其組織病理學和（或）影像學表現為普通型間質性肺炎[31]。Wnt/β-catenin信號通路主要誘導成纖維細胞增殖，并使其轉變為肌成纖維細胞，促進細胞外基質大量沉積，導致肺纖維化。內源性Wnt拮抗劑是Wnt信號通路激活的重要調節因子。在小鼠肺纖維化過程中，SFRP1和SFRP4啟動子甲基化顯著增加導致其轉錄受損和蛋白表達下降[32]。DNA甲基轉移酶抑制劑對SFRP1的再激活可降低體內和體外β-catenin"mRNA和蛋白的表達。動物實驗證實DNA甲基轉移酶抑制劑顯著緩解博來霉素所致小鼠肺纖維化。SFRP1和SFRP4在博來霉素誘導的小鼠肺纖維化中下調。與COPD相反，Wnt/β-catenin通路在IPF肺上皮中被異常激活，導致肺組織中Wnt1、Wnt7b、Wnt10b、FZD2、FZD3、β-catenin"和淋巴增強因子1表達顯著增加，促進成纖維細胞增殖和上皮細胞間充質轉化[33]。SFRP1可通過抑制Wnt通路抑制EMT，使其在IPF患者體內表達下降。

4""展望

Wnt/β-catenin信號通路是一個復雜的體系，其與包括轉化生長因子β、Notch及Hedgehog在內的多種信號通路相互作用、關聯，共同在細胞分化、發育及程序性死亡過程中發揮調控作用。

近年來圍繞SFRP1在肺部疾病領域中的探索雖已初見成效，揭示SFRP1具有廣泛的生物學效能，且在諸多肺部疾病的發生發展中扮演著重要角色。然而，SFRP1在肺部疾病中的具體作用模式與分子機制仍有待深入研究。

利益沖突：所有作者均聲明不存在利益沖突。

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（收稿日期：2024–07–24）

（修回日期：2024–10–16）