نوع مطالعه: مروري |
موضوع مقاله: هماتولوژي انتشار: 1397/3/25
متن کامل: (12206 مشاهده)
نقش مسیر سیگنالینگ Wnt/b-catenin در لوسمیهای خونی
مائده قاری1، عزت‌اله فتحی2، راحله فرحزادی3
چکیده سابقه و هدف مسیر سیگنالینگ Wnt/β-catenin ، یکی از آبشارهای کلیدی مهم درتنظیم سیر تکاملی و پایداری سلولهای ایمنی و خون است، اما نقش دقیق آن هنوز بحث برانگیز و موضوع پژوهش‌های مختلفی است. با فعال شدن مسیر سیگنالینگ Wnt، پروتئین β-catenin به داخل هسته وارد شده و رونویسی ژنهای هدف شاملcyclin D1 و c-myc را فعال میکند. مسیر سیگنالینگ Wnt/β-catenin کانونیکال در سرطانهای خونی به طور غیرعادی فعال است، بنابراین به عنوان یک هدف بالقوه جهت درمان سرطان مورد بررسی قرار گرفته است. در این مقاله اهمیت مسیر سیگنالینگ Wnt و تأثیر این مسیر در ایجاد لوسمیهای خونی توضیح داده شده است. مواد و روش‌ها این مقاله مروری با جمعآوری اطلاعات از طریق جستجو در پایگاههای اطلاعاتی مدلاین و پاب مد و با استفاده از کلمات کلیدی مسیر سیگنالینگ Wnt ، لوسمی میلوئیدی حاد و مزمن و لوسمی لنفوئیدی حاد و مزمن انجام شده است. از میان مراجع مرتبط، مواردی که مؤلفین مجرب در آن نقش داشته و بارها مورد استناد قرار گرفته بودند، انتخاب شدند. یافته‌ها بررسی مقالههای مختلف نشان داد که مسیر سیگنالینگ Wnt/β-catenin (کانونیکال و غیر کانونیکال) در مراحل خاصی در پاتوژنز انواع بدخیمیهای هماتولوژیک دخالت دارد. نتیجه گیری از آن جایی که مسیر سیگنالینگ Wnt/β-catenin نقش مهمی در خونسازی طبیعی و بدخیم شدن سلولها در سیستم خونسازی دارد، بدیهی است این تغییرات در سیگنالینگ Wnt/β-catenin فرصت‌های مداخله درمانی را ایجاد میکند، به ویژه به این دلیل که سطح فعالیت این مسیر در بدخیمیهای هماتولوژیک در مقایسه با سایر مسیرهای سیگنالینگ به طور قابل توجهی افزایش یافته است. کلمات کلیدی:مسیر سیگنالینگ Wnt، لوسمی میلوئیدی مزمن(CML)، لوسمی میلوئیدی حاد(AML) ، لوسمی لنفوبلاستی حاد(ALL) ، لوسمی لنفوبلاستی مزمن(CLL)
تاریخ دریافت: 4 /9 /96 تاریخ پذیرش: 10/11/96
1- دکترای حرفه‌ای دامپزشکی ـ دانشکده دامپزشکی دانشگاه تبریز ـ تبریز ـ ایران 2- مؤلف مسئول: متخصص کلینیکال پاتولوژی دامپزشکی ـ دانشیار گروه علوم درمانگاهی دانشکده دامپزشکی دانشگاه تبریز ـ تبریز ـ روبروی شهرک خاوران ـ ایران ـ کد پستی: 5166616471 3- متخصص بیوشیمی بالینی ـ استادیار مرکز تحقیقات هماتولوژی و انکولوژی دانشگاه علوم پزشکی تبریز ـ تبریز ـ ایران
مقدمه تولید سلولهای خونی یا هماتوپوئز توسط جمعیت نادری از سلولهای چند قوه‌ای که در مغز استخوان بالغ وجود دارند، صورت گرفته و مسئول تولید مداوم سلولهای خونی در طول حیات فرد هستند(1). این سلولها، تحت عنوان سلولهای بنیادی خونساز(HSCs: Hematopoietic stem cells) شناخته شده و منشأ همه سلولهای خونی، از جمله پلاکت‌ها، اریتروسیتها و لکوسیتها می‌باشند. اخیراً وجود سیگنالینگ Wnt (Wingless-Int)بهعنوان یک فاکتور خود نوسازی در خونسازی مورد بررسی قرار گرفته است(2). در سلولهای بنیادی روده، پوست و سایر اندام‌های بدن، مسیر سیگنالینگ Wnt نقش مهمی در خود نوسازی سلولهای بنیادی خونساز ایفا میکند، هر چند چگونگی نقش آن تا حدی بحث‌برانگیز است(4، 3). مسیر سیگنالینگ Wntعلاوه بر نقش مهم آن در خونسازی طبیعی، میتواند در بدخیم شدن سلولها در سیستم خونساز نیز دخالت داشته باشد(5، 4). در مطالعه‌های بسیاری به نقش این مسیر در سایر بدخیمیها از جمله سرطان سینه و سرطان روده بزرگ هم اشاره شده است، به این صورت که فعال شدن مسیر سیگنالینگ Wnt و افزایش بیان پروتئینهای آن میتواند از عوامل پاتوژنز این بیماری‌ها باشد(11-6). اخیراً نقش مسیر سیگنالینگ Wnt در خونسازی طبیعی و تولید لنفوسیت‌ها در برخی مطالعه‌ها به طور گسترده‌ای پوشش داده شده است(13، 12، 5)؛ بنابراین در این مقاله هدف بررسی نقش مسیر سیگنالینگ Wnt در لوسمیهای مختلف بوده و فقط به نقش این مسیر در توسعه سلولهای طبیعی پرداخته شده است.
مواد و روش‌ها این مقاله نوعی مطالعه مروری است که در آن جمعآوری اطلاعات از طریق جستجو در پایگاههای اطلاعاتی مدلاین و پاب مد، محدود به زبان انگلیسی، بدون محدودیت زمان و با استفاده از کلمات کلیدی مسیر سیگنالینگ Wnt ، لوسمی میلوئیدی حاد و مزمن و لوسمی لنفوئیدی حاد و مزمن صورت گرفته است. جهت انتخاب مستندات مورد استفاده، ابتدا عناوین یافت شده توسط موتور جستجو از نظر ارتباط موضوعی بررسی شدند. از بین مراجع و مقالههای مرتبط، آن دسته مقاله‌هایی که توسط مؤلفین مجرب و صاحب نام منتشر شده و بارها مورد استناد قرار گرفته بوده و کامل‌تر بودند، به عنوان منابع استنادی انتخاب گردیدند. پس از بررسی عنوان مقالات، در مرحله بعد از نظر ارتباط چکیده با هدف مورد ارزیابی قرار گرفتند. موارد منتخب که حدود 100 مقاله بود به طور کامل مطالعه و نهایی شدند. از مستندات منتخب فیش‌‌برداری شد. هم چنین مطالب جمعآوری شده، تقسیم‌بندی، خلاصه‌سازی و گردآوری شدند.
بحث مسیر سیگنالینگ Wnt/β-catenin : مسیر سیگنالینگ Wnt نقش بسیار مهمی در رشد جنین، تمایز، تکثیر و بقای سلولهای بنیادیخونساز دارد(15، 14). این مسیر یک شبکه پیچیده، همراه با مکانیسمهای تنظیمی مثبت و منفی را ارائه میکند(16). هم‌چنین تعداد زیادی از پروتئینهای Wnt را بیان میکند که از طریق آنها مسیرهای سلولی متفاوت، از جمله مسیرهای کانونی و غیر کانونی Wnt فعال میشوند(17). پروتئینهای Wnt اساساً بتا کاتنین سیتوپلاسمی را تثبیت میکنند که دو عملکرد مهم را بر عهده دارد: عنصری مهم در بسیاری از مسیرهای داخل سلولی مثل مسیر Wnt است و هم چنین در تشکیل اتصالات چسبنده داخل سلولی نیز دخالت دارد(15). به طور خلاصه، آبشار سیگنالینگ Wnt اغلب به دو مسیر کانونی یا Wnt/β-catenin و مسیرهای غیر کانونی تفکیک میشود(20-18). در غیاب لیگاندهای Wnt، سطح سیتوپلاسمی بتاکاتنین از طریق فعالیت یک مجتمع پروتئینی(به اصطلاح مجتمع تخریب) بسیار پایین نگه داشته میشود، این مجتمع به طور فعال بتا کاتنین را برای تخریب مورد هدف قرار میدهد. این مجموعه شامل دو کیناز کنترل منفی است، از جمله گلیکوژن سنتاز کیناز (Glycogen synthase kinase 3: GSK-3β) و حداقل دو پروتئین انکور(anchor) که علاوه بر این به عنوان پروتئینهای سرکوب‌کننده تومور نیز عمل میکنند، مثل Axin1 یا Axin2 وAPC(Adenomatouspolyposis coli). Axin و APC بهعنوان تنظیم‌کننده‌های منفی مسیر هستند که کاتنین را در سیتوپلاسم نگه می‌دارند(21).در غیاب سیگنال‌های فعال‌سازی، فسفریلاسیونبتا کاتنین توسط GSK-3β همراه با APCو Axin انجام میشود و منجر به تداخل بتا کاتنین با b-Trcp (b-transducin repeat-containing protein) شده و سرانجام، سبب تخریب و از بین رفتن آن میشود؛ بنابراین مقدار کمی بتا کاتنین به هسته می‌رسد(22). در اینجا فاکتور رونویسی خانواده LEF/TCF به همراه سایر پروتئین‌ها مثل groucho به DNA متصل میشوند و بیان ژن را مهار میکنند. TCF / LEF یک زیر گروه از عوامل رونویسی با تحریک بالا هستند که می‌توانند بسته به کمپلکسی که آنها را تشکیل میدهد، به عنوان مهارکننده یا فعال‌کننده رونویسی عمل کنند(23، 15)(شکل1). فعال‌سازی مسیر سیگنالینگ توسط پروتئینهای Wnt انجام میشود که گلیکوپروتئین‌های ترشحی هستند و به عنوان لیگاند برای گیرنده‌های غشایی متعلق به پروتئینهای خانواده frizzled(fzd) و 6، 5 Lipoprotein receptor-related protein عمل میکنند(24). فعال‌سازی این مسیر منجر به فعال‌سازی پروتئین disheveled(Dvl) و درنتیجه تجزیه مجتمع تخریب و هم چنین اجازه برای تولید بتاکاتنین دفسفریله و مهاجرت آن به هسته میشود. در هسته، بتا کاتنین به اعضای خانواده فاکتور رونویسی TCF/LEF متصل میشود و آنها را از موانع رونویسی به فعال‌کننده‌های رونویسی تبدیل میکند(27-25). در پایان این مسیر بتا کاتنین به pontin52-TATA-binding protein متصل شده و ژن مربوط به groucho یا رسپتورهای مشترک CREB-binding protein را از LEF/TCFجدا کرده و منجر به تحریک ترجمه ژنهای مهم تنظیم‌کننده رشد شامل cyclin D1 و c-Myc میشود(27، 15)(شکل2).
شکل 1: مسیر غیر فعال Wnt. در غیاب لیگاندهای Wnt، بتاکاتنین به یک کمپلکس تخریب حاوی APC ، AXIN و GSK3b متصل میشود. کمپلکس تخریب بتاکاتنین را فسفریله میکند و منجر به تخریب آن توسط پروتئازوم میشود(28).
شکل 2: مسیر فعال Wnt. در حضور لیگاندهای Wnt، این لیگاندها به گیرنده FZD و پروتئین LRP5/6 متصل میشود. کمپلکس تخریب غیر فعال‌شده و سپس بتاکاتنین میتواند تثبیت شود و به هسته منتقل گردد. افزایش بتاکاتنین هسته با رونویسی از ژنهای هدف و اعضای خانواده فاکتور(TCF / LEF-1) همراه است(28).
بدخیمیهای خونی: در حال حاضر محققان در زمینه بدخیمیهای خونی به دنبال کشف نقش دقیق سیگنالینگ Wnt در پاتوژنز این بیماری‌ها هستند. پیش از بحث در مورد نقش بالقوه سیگنال‌های Wnt در لوسمیها، باید توجه داشته باشیم که انواع سرطانهای خون در مکان‌های آناتومیک مختلف به وجود می‌آیند، مانند مغز استخوان که به نظر می‌رسد منشأ تمامی لوسمیهای حاد و مزمن است، در مقابل تیموس که منشأ لوسمی حاد لنفوبلاستی سلولهای T میباشد. کلیه این بدخیمیها از سلولهای پیشساز متفاوت یا HSC ها متمایز میشوند(شکل 3). هر دو محیط(مغز استخوان و تیموس) و سلولهای آنها(سلولهای بنیادی، سلولهای پس/ پیش سلول B، پلاسما سل، سلول T نابالغ) تا حد زیادی تحت تأثیر سیگنالینگ Wnt در این سلولها قرار می‌گیرند. فعل و انفعالاتی در سلولهای پیشساز بین سیگنال‌های خارج سلولی مانند تولید پروتئین Wnt و آنتاگونیستهای آن در ترکیب با بیان اجزای داخل سلولی مانند فاکتورهای TCF/LEF و مهارکننده‌های داخل سلولی، مانند ICAT ، وجود دارد که تعیین میکنند چگونه سطوح معمول و کنترل شده سیگنال Wnt میتواند تعادل را به سمت تغییرات بدخیم پیش ببرد(29). تعامل با سایر مسیرهای سیگنالینگ و انکوژنها، نوع و شکل بدخیمی لوسمیهای مختلف را مشخص میکند؛ بنابراین ممکن است تجزیه و تحلیل دقیق سلولهای لوسمی و بررسی عوامل محیطی، نقش دقیق سیگنالینگ Wnt در ایجاد انواع لوسمیها را روشن کند،از آن جهت در این مقاله به بررسی هرکدام از زیر مجموعه‌های لوسمیها پرداخته شده است.
شکل 3 : سیر پیشرفت لوسمی در انسان. روند تولید تمام ردههای سلولهای خونی شامل رده اریتروئیدی، مونوسیتی، گرانولوسیتی و مگاکاریوسیتی ترسیم شده است. در صورت بروز هرگونه اشکال در روند تولید این سلولها بسته به مرحله خاصی که دچار مشکل میشود احتمال یک نوع لوسمی خاص وجود دارد که در شکل مشخص است(31، 30).
لوسمی میلوئیدی حاد(AML): لوسمی میلوئیدی حاد با نام‌های دیگری نیز خوانده میشود: لوسمی میلوسیتی حاد، لوسمی میلوژنیک حاد، لوسمی گرانولوسیتی حاد و لوسمی غیر لنفوسیتی حاد. حاد به این معنی است که اگر درمانی برای این لوسمی صورت نگیرد، میتواند به سرعت پیشرفت کند و احتمالاً کشنده باشد. واژه میلوئید هم به گونه سلول‌هایی که در طی این بیماری دچار تغییر میشوند، یعنی سلولهای رده مونوسیتی/ گرانولوسیتی، اشاره میکند. امروزه به خوبی مشخص‌شده است که AML یک بدخیمی کلونال است که از HSCs و یا سلولهای نابالغ رده میلوئیدی سرچشمه می‌گیرد(30). در AML جابه‌جایی‌های کروموزومی که باعث ایجاد پروتئینهای غیرطبیعی می‌گردد، به وفور دیده میشود. هم چنین جهش‌ها، حذف قسمت‌هایی از کروموزوم و کاریوتیپ غیر طبیعی هم دیده شده که همه این‌ها باعث شده‌اند این بیماری دلایل مولکولی متفاوتی داشته باشد. اولین مطالعه‌ای که نقشی را برای Wnt در AML توصیف کرد، نشان داد که پروتئینهای ترکیبی AML مثل AML1-ETOPML-RARα و αPLZF-RAR به طور خاص گاماکاتنین را فعال میکنند(به عنوان پلاکوگلوبین هم شناخته میشود) که همولوگ بتاکاتنین است و منجر به افزایش مجتمع plakoglobin-LEF و پس از آن افزایش فعالیت سیگنالینگ Wnt میشود(33، 32). هم چنین در نمونه‌های اولیه AML بیان نابهجای بتاکاتنین دیده شده است، که با سطوح افزایش یافته سیگنالینگ Wnt در ارتباط است(34). به نظر می‌رسد در بلاست‌های AML افزایش بیان گاما کاتنین با بتاکاتنین مرتبط است(35). جالب توجه است که بیان نابهجای گاماکاتنین در سلولهای AML تثبیت‌‌کننده بتاکاتنین است(35). تثبیت بتاکاتنین میتواند به این دلیل باشد که گاماکاتنین در کمپلکس تخریب Wnt کم‌تر تحت تأثیر قرار می‌گیرد؛ بنابراین ممکن است سطوح بالای گاما کاتنین به وسیله اشغال مجتمع تخریب، مانع انجام وظیفه آن مبنی بر کاهش بتاکاتنین شود، در نتیجـه سطـوح بـالای بتـاکاتنین ایجاد میشود. مطالعه‌های بسیاری نشان میدهد که غیر فعال‌سازی اپی‌ژنیک مهارکننده‌های مسیر Wnt به وسیله متیلاسیون جزایر CpG، مکانیسم دیگری را برای فعالیت مشاهده شده مسیر Wnt در سلولهای لوسمیک AML فراهم میکند. طی تحقیقات صورت گرفته نشان داده شده است که متیلاسیون آنتاگونیستهای Wnt مثل4, 3,SFRP-1 (Secreted frizzled related protein 4,3,1) وDKK1 (Dickkopf-related protein 1) مسئول فعال‌سازی مسیر Wnt در سلولهای AML بوده و با پیش‌آگهی ضعیف بیماری همراه هستند(37، 36). دیگر آنتاگونیست طبیعی مسیر کانونیکال Wnt، پروتئین Wnt5a است. این پروتئین مسیر غیر کانونیکال Wnt را فعال میکند و در موش‌هایی که برای Wnt5a هموزیگوس هستند، لوسمی میلوئیدی ایجاد میکند(38). هم چنین به نظر می‌رسد در نمونه‌های انسانی پروتئین Wnt5a به عنوان یک متوقف‌کننده تومور عمل میکند. در سلولهای طبیعی B، سلولهای میلوئیدی و سلولهای CD34+ مغز استخوان، نسخه رونوشت Wnt5a به راحتی قابل تشخیص است. تجزیه و تحلیل چندین مورد لوسمی لنفوبلاستی حاد(ALLs) نشان میدهد که در نمونه‌های B-ALL و AML، سطوح Wnt5a به میزان قابل توجهی کاهش یافته و یا کاملاً حذف شده است(38). یک مکانیسم احتمالی برای کاهش سطوح Wnt5a در سلولهای AML وجود دارد به نام متیلاسیون پیش رونده Wnt5a، که با نتایج مطالعه روی تنظیمات اپی‌ژنیک Wnt5a در لوسمی سلولهای NK/T مشابه است. مارتین و همکاران بیان میکنند که متیلاسیون Wnt5a با کاهش بیان آن در ارتباط است و یک عامل برای پیش‌آگهی ضعیف در بیماران مبتلا به AML میباشد(39). مطالعه‌های گوناگون نشان میدهد که عدم حضور بتاکاتنین میتواند از وقوع AML جلوگیری کند(40). اولین رویداد انکوژنیک، باعث القای دگرگونی سلولها میشود سپس سلولهای پیش لوسمی تولید میشوند و ایـن سلول‌هــا بـرای تـولیـد بیشتـر و گستـرش خـود به سیگنالینگ کنترل نشده‌ی Wnt نیاز دارند. در نمونه‌های بالینی نشان داده شده است که فعال شدن جهش‌ها در FLT3 (افزایش آن را در 30% بیماران AML داریم) با مقادیر بالای بتاکاتنین مرتبط است(41). بیان همه بتاکاتنین و به خصوص بتاکاتنین غیر فسفریله هسته، با درصد زنده‌مانی بسیار پایین بیماران AML همبستگی دارد(42، 34).مطالعه‌ها نشان می‌دهند که اگر چه بتاکاتنین غیر فسفریله میتواند در سلولهای لوسمیک تمام زیرگروه‌های AML یافت شود، اما بیشتر در زیرگروه‌های M6 وM7 (سیستم نام‌گذاری FAB) وجود دارد. از این‌رو بتاکاتنین غیر فسفریله هسته به ترتیب در لوسمی اریتروئیدی و مگاکاریوسیتی بیشتر از سایر انواع لوسمیها یافت میشود( M6وM7 در مقایسه با M0-M5). مطالعه‌های اخیر که بر پایه منحنی بیان ژن است، اشاره میکند که بیماران مبتلا به AML را می‌توان بر اساس سیگنال‌های Wnt طبقه‌بندی کرد که این طبقه‌بندی از لحاظ پیش‌آگهی بیماری حائز اهمیت است(43).علاوه بر این، محققین به نقش بسیار مهم برای سیگنالینک Wnt در آغاز بیماری AML اشاره میکنند. بهاتیا و همکارانش با استفاده از موش‌هایی که دارای کمبود کنترل منفی kinase GSK3β هستند(هم‌چنین همولوگ آن GSK3α) نشان دادند که این موش‌ها دارای سیگنالینگ بالای Wnt در HSCs می‌باشند و یک سندرم میلودیسپلاستیک در آنها مشابه انسان ایجاد میشود، که به عنوان یک مرحله پیشساز برای AML شناخته شده است(44، 31). یک نظریه جالب دیگر این است که فقط تغییرات خود مختار سلولهای سیستم خونساز یا سلولهای بنیادی سرطانی موجب تغییرات بدخیم نمی‌شود، بلکه اختلال در تنظیمات نیچه توسط سلولهای تغییر یافته خونساز که ممکن است باعث افزایش بیان Wnt شوند، نیز در ایجاد لوسمیها دخالت دارد(46، 45). در خاتمه، به نظر می‌رسد که سیگنالینگ فعال Wnt نقش مهمی را در انتشار/ تسریع AML بازی میکند و نشان داده شده است که یک رویداد ثانویه انکوژنی مهم در مدل‌های موشی مبتلا به AML جهت تبدیل سلولهای Pre-LSCs به سلولهای LSCs محسوب میشود. فرضیات ارائه شده توسط دانشمندان نشان میدهد، مهارکننده‌های مولکول‌های مسیر Wntکه تعامل بین بتاکاتنین و LEF1 را مهار میکنند، به طور انتخابی باعث القای مرگ سلولهای AML و بلاست‌های اولیه AML میشوند، بر اساس این فرضیات فرصت‌های درمانی جدیدی کشف شده که نشان می‌دهند مهارکننده‌های مولکول‌های مسیر Wntکه تعامل بین بتا کاتنین و LEF1 را مهار میکنند، به طور انتخابی باعث القای مرگ سلولهای AML و بلاست‌های اولیه AML میشوند(47). محققان نقش مهار Wnt در درمان AML را بیان کرده و پیشنهاد میکنند که درمان هدفمند سلولهای بنیادی لوسمیک در AML ممکن است امکان‌پذیر باشد(49، 48).
لوسمی میلوئیدی مزمن(CML): لوسمی میلوئیدی مزمن یک بیماری میلوپرولیفراتیو است که 15 تا20 درصد انواع لوسمیهای بالغین را شامل میشود(50). این بیماری در اثر ناهنجاری ژنتیکی از نوع جابه‌جایی کروموزومی بین ژن bcr (کروموزوم 22) و ژن abl (کروموزوم 9) در سلولهای خونساز مغز استخوان ایجاد و منجر به کوتاه شدن کروموزوم 22 میشود (کروموزوم فیلادلفیا)(27). نتیجه این جابه‌جایی تلفیق ژنهای بیان‌کننده ABL تیروزین کیناز و BCR و تولید پروتئین BCR-ABL است. این پروتئین دارای فعالیت تیروزین کینازی است و سبب گسترش رده میلوئیدی می‌گردد (52، 51). بیان پروتئین BCR-ABL در اوایل بیماری آغاز میشود و نشان داده شده است که با سطوح بالای کاتنین فعال در فاز بلاستیک بیماری در ارتباط است(53). BCR-ABL به طور فیزیکی با بتاکاتنین تعامل دارد که منجر به پایداری و افزایش ماندگاری آن در هسته میشود(54). این پروتئین تنها در CML دیده نمی‌شود بلکه در 30-20 درصد از موارد ALL نیز مشاهده میشود که با پیش‌آگهی ضعیف همراه است. در حالت طبیعی، سلولهای بیان‌کننده BCR-ABL سبب ایجاد نسبت یک چهارم ALL/CLL در موش‌ها میشوند، اما وقتی از سلولهای بیان‌کننده BCR-ABL فاقد بتاکاتنین استفاده می‌کنیم، این نسبت معکوس میشود، به صورتی که فقط در 20% موش‌ها CML و در 80% مابقی ALL ایجاد میشود(54). از آن جا که CML و CLL از منشأهای متفاوتی ایجاد میشوند، نشان میدهد که سلولهای مختلف در سیستم خونی در طی تمایزشان به مقادیر مختلف سیگنالینگ Wnt نیاز دارند(29). این مسئله بیان میکند که تولید سلولهای رده میلوئیدی نسبت به سلولهای B، بیشتر به سیگنالینگ Wnt وابسته هستند. هم چنین سطوح نسبتاً بالایی از سیگنالینگ Wnt در پیش‌سازهای طبیعی میلوئیدی نسبت به لنفوسیتهای B که در آنها تقریباً صفر است، یافت میشود(26). علاوه بر این مطالعه‌ای که اخیراً روی موش‌های دارای کمبود Lef و Tcf انجام‌شده، نشان میدهد که سلولهای بنیادی لوکمیک در CML برای شروع و انتشار بیماری به این فاکتورها وابسته‌اند(55). احتمال دیگری که وجود دارد، دخالت مسیر غیر کانونیکال مسیر سیگنالینگ Wnt در پاتوژنز CML و ALL است که اخیراً توسط گریگوری و همکارانش بیان شده است(56). آنها در پژوهش خود برای نشان دادن مقاومت CML به مهارکننده‌های تیروزین کیناز TKI))، اهمیت مسیر /NFAT+2Wnt/Ca (مسیر غیر کانونیکال Wnt) در سلولهای مقاوم CML و به‌خصوص نقش Fzd8 را نشان دادند. به نظر می‌رسد سلولهای مقاوم CML برای بقای خود به بیان Fzd8 وابسته هستند. گفته میشود که این تأثیر به وسیله سیتوکاین‌هایی که تولید Wnt5a را القا میکنند، ایجاد میشود. توضیح دیگر برای بقای سلولهای توموری CML در مقابل مهارکننده تیروزین کیناز(Tyrosine-kinase inhibitor: TKI)، بقای انتخابی سلولهای بنیادی لوکمیک (LSCs) در طی درمان میباشد(57). اختلال در بقای سلولهای LSCs در مدل موشی مبتلا به CML به همراه کاهش سطوح فعالیت بتاکاتنین مشاهده شده است که به نقش سیگنالینگ کانونیکال Wnt در بقای TLI و عود CML اشاره میکند. شواهد دیگری در مطالعه هیدل و همکاران نشان میدهد که بتاکاتنین برای زنده ماندن و بقای LSCs در CML ضروری است(58). آنها نشان دادند که داروهایی که مسیر بتاکاتنین همراه با مهارکننده‌های تیروزین کیناز(TKI) را هدف قرار می‌دهند، می‌توانند سلولهای LSCs را در CML از بین برده و ریشه‌کن کنند. در نهایت، از آن جا که پروتئین BCR-ABL میتواند به صورت فعال سطوح بتا کاتنین در سلولها را تنظیم کند، بیشترین مسیری که در CML تحت تأثیر قرار می‌گیرد، مسیر کانونیکال Wnt است. همان طور که مطالعه‌های اخیر نشان میدهد، ممکن است در سلولهای CML مقاوم به TKI، مسیر غیر کانونیکال Wnt زمانی که مکانیسم کنترلی BCR-ABL مهار شده است، وارد عمل شود؛ بنابراین درمان‌های جدید نباید تنها با هدف تأثیر روی مسیر کانونیکال Wnt باشند بلکه باید اثرات افزون مسیر غیر کانونیکال را نیز در نظر بگیرند. تمام این درمان‌ها باید همراه با مهارکننده‌های تیروزین کیناز که BCR-ABL را هدف قرار می‌دهند، باشند(27).
لوسمی لنفوبلاستی حاد لنفوسیتهای B(B-ALL) : لوسمی لنفوبلاستی حاد(ALL) یک بیماری پیش‌رونده است که لنفوسیتهای نابالغ، بیشتر پیش‌سازهای لنفوسیت B (80%) و هم چنین سلولهای T (20%) را درگیر میکند. اهمیت مسیر Wnt در تولید سلولهای طبیعی B در دو حالت مختلف نشان داده شده است؛ موش‌های فاقد Lef1 یا Fzd9 ، اختلال در تولید سلولهای B به همراه کاهش شدید تعداد آنها را نشان می‌دهند(60، 59). اولین نقش برای سیگنالینگ Wnt در دوره پیش B-ALL توسط مدل موش‌هایی که E2A-PBX را بیان می‌کردند، بیان شد. این سلولهای پیش B-ALL، Wnt16 را تولید میکنند و تصور بر این است که این محصول اتوکرین Wnt16 در پیشرفت سلولهای پیش B-ALL دخالت دارد(61). جالب توجه است که فقط لوسمیهای پیش B-ALL دچار جابه‌جایی کروموزومی 1 و 19 میشوند که در نتیجه پروتئین ترکیبی E2A-Pbx1 تولید و Wnt16 بیان میشود. این موضوع بیانگر آن است که Wnt16 یک قسمت از ژن هدف پروتئین E2A-Pbx1 است(61). این یافته‌ها توسط نیگرن و همکارانش تأیید نشد(63، 62). آنها بیان کردند که نوسان Wnt16 ، بقا و یا تکثیر سلول را متأثر نمی‌کند، در صورتی‌که آنها ثابت کردند مقادیر زیادی بتاکاتنین در غشاء سلول و در کنار N ـ کادهرین وجود دارد و هم چنین پیشنهاد کردند که در واکنش لوسمی- استروما، سطوح بالای Wnt16 و بتاکاتنین نقش بیشتری نسبت به سیگنالینگ بالای مسیر کانونیکال Wnt داشته‌اند. یک مسیر کامل Wnt در سلولهای B-ALL وجود دارد، در واقع مهار سیگنال‌های رسپتور سلول B، میتواند موجب از بین رفتن سیگنال Wnt و بقای لاین سلولی پیش B-ALL شود(64).
لوسمی لنفوسیتی مزمن(CLL) : لوسمی لنفوسیتی مزمن با افزایش بقا و انباشتگی سلولهای BCD19+ و CD5+ معیوب و بالغ مشخص میشود. اگر چه این بیماری پیشرفت کندی دارد ولی در نهایت سلولهای سرطانی بدخیم غالب میشوند و باعث کاهش تعداد پلاکت‌ها و اریتروسیتها و هم چنین کاهش تعداد سلولهای T همراه با علائم بالینی مرتبط مثل خونریزی داخلی و عفونت‌ها میشوند. این‌گونه تصور میشود که بقای نابهجای این سلولها با مکانیسم‌هایی ایجاد میشود که از آپوپتوز آنها جلوگیری میکنند. به طور قابل ملاحظه Wnt3 به صورت انتخابی در سلولهای CLL بسیار بیشتر از سایر بدخیمیهای سلول B (لنفومای سلولهای B بزرگ منتشر یا DLBCL و لنفومای فولیکولار) و سلولهای طبیعی B وT، بیان میشود(66، 65). از آن جا که Wnt3a باعث تکثیر سلولهای پیش B از طریق یک مکانیسم وابسته به Lef1 میشود، می‌توان گفت که سلولهای B در CLL از مکانیسم مشابه در پاتوژنز CLL استفاده میکنند. در واقع، سطوح بالای Lef1 (RNA و پروتئین) در سلولهای CLL یافت میشود در صورتی که در سلولهای B طبیعی وجود ندارند. سلولهای CLL نسبت به سلولهای طبیعی B علاوه بر LEF1 و Wnt3، افزایش بیان پروتئینهای دیگر Wnt از جمله Wnt5b، Wnt6، Wnt10a، Wnt14، Wnt16 را هم نشان می‌دهند(66). مطالعه‌های دیگر بیان کرده‌اند که فعال‌سازی نابهجای مسیر سیگنالینگ کانونیکال Wnt برای پاتوژنیسیته CLL مهم و قطعی است. اول از هر چیز، اضافه کردن یک مهارکننده خاص LEF-βcatenin با حفظ سلولهای سالم، سبب ایجاد آپوپتوز در CLL میشود (65). دوماً مطالعه‌های بسیاری از طریق متیلاسیون آنتاگونیستهای Wnt، تنظیم اپی‌ژنتیک مسیر Wnt در CLL را نشان دادند(69-67). تغییر دادن تنظیمات منفی مسیـر Wnt از طریق متیلاسیون آنتاگونیستها برای DKK3 ، WIF1 ، sFRP1 ، sFRP5 ، sFRP4 و sFRP2 در سلولهای اولیه CLL نشان داده شده است. چنین به نظر می‌رسد که مسیر سیگنالینگ فعال Wnt در CLL توسط حداقل دو مکانیسم کنترل میشود. اول، تولید و ترشح پروتئینهای Wnt همراه با بیان گیرنده‌های Wnt (مثل FZD3 و LRP5/6) که یک حلقه اتوکرین را ایجاد میکند. دوم، متیلاسیون آنتاگونیستهای Wnt، با این توضیح که افزایش متیلاسیون آنتاگونیستهای موجود در نمونه‌های اولیه CLL، موجب افزایش فعالیت Wnt در سلولهای CLL خواهد شد. اخیراً مفهوم جدیدی توسط گوتیرز و همکارانش مطرح شده که در آن بیان نموده‌‌اند چنانچه سطوح بالای LEF1 در سلولهای CLL با وضعیت تمایزی سلولها مرتبط باشد، شیفت سلولهای CLL میتواند پیشرفت بیماری را تحت تأثیر قرار دهد(70). در واقع آنها با القای تمایز بیشتر سلولهای CLL به سلولهای ترشح‌کننده ایمنوگلوبولین و با استفاده از TLR9 آگونیست CPG ، اختلال در بقای سلول و کاهش فعالیت Wnt در سلولهای لوکمیک را نشان دادند. در نهایت باید گفت که سطوح Wnt5a با زیرگروه‌های خطرناک‌تری از CLL همراه است. Wnt5a به سلولهای CLL اجازه میدهد تا از سیگنال‌های مهاری که به صورت طبیعی در محیط مغز استخوان وجود دارد، فرار کنند(71).
لوسمی لنفوبلاستی حاد لنفوسیتهای T(T-ALL) : سلولهای لوکمیک در لوسمی لنفوبلاستی سلولهای T، با افزایش رشد لنفوسیتهای T در تیموس مشخص میشوند. از این رو مسیرهای دخیل در افزایش سلولهای T در T-ALL معمولاً دچار اختلال میشوند، همان طور که در مطالعه‌ها، برای مسیر سیگنالینگ Wnt و Notch بیان شده است(77-72). اهمیت حیاتی Notch1 در پیشرفت T-ALL بسیار تأکید شده، به این صورت که اکثـر مـدل‌های موشی که وقوع لوسمی را در غیاب Ikaros ، E2a و یا Tcf نشان می‌دهند، با ایجاد جهش در Notch1 همراه‌اند(78). هر چند این جهش‌ها رویداد شروع‌کننده لوسمی نبودند، اما احتمال جهش‌های بیشتر در Notch1 بسیار زیاد است و موجب تسریع در ایجاد لنفوما میشود. در بیش از 50% نمونه‌های T-ALL انسانی فعال شدن جهش‌های ژن Notch1 دیده‌شده است(76). از آن جا که اخیراً Tcf-1 به عنوان ژن هدف Notch1 گزارش شده است،به نظر می‌رسد جهش‌های Tcf-1 می‌توانند به عنوان رویداد ثانویه بعد از جهش آغازین Notch1 در بیماران T-ALL اتفاق افتند(79). در مطالعه‌ها روی موش‌های T-ALL، محققین به طور خاص پروتئینهای حیاتی مسیر Wnt و یا Notch1(اشکال غیر قابل تجزیه بتاکاتنین و یا بیان Notch1 داخل سلولی (ICN)) را overexpressed کردند(82-80). این مطالعه‌ها نشان می‌دهند که فعال شدن پیوسته هر کدام از مسیرهای Wnt یا Notch ، منجر به پیشرفت لوسمیهای تهاجمی میشود(82-80). جالب است که در مطالعه گو و همکاران که از فرم فعال بتاکاتنین استفاده کردند، وقوع لوسمی بدون جهش در Notch1 گزارش شد(80). از آن جا که در سایر مطالعه‌ها جهش‌های Notch1 بارها گزارش شده‌اند، این مشاهده قابل‌توجه است، همان طور که مطالعه‌های بیماران انسانی نیز وقوع T-ALL را همراه با افزایش سطوح Wnt و بدون جهش در Notch1، نشان میدهد(83). نتایج نشان داد که سیگنالینگ نابهجای Wnt ممکن است فقط یک جهش اضافی در سلولهای پیش لوسمی نباشد، بلکه همانند سیگنالینگ Notch ، یک رخداد آغازین برای لوسمی باشد. دو مطالعه اخیر که به طور واضح نقش Tcf1 در مهار پیشرفت T-ALL را بیان کردند بسیار جالب هستند و نشان دادند که موش‌های دارای کمبود Tcf1 به شدت نسبت به ایجاد لوسمی حساس می‌باشند(85، 84). لوسمیهای مشاهده شده یک الگوی هتروژن داشتند که انتظار می‌رود کمبود Tcf1 منجر به بلاک‌های ناقص و متوالی سلول T در آنها شود(84). افزایش بیان Lef1 در این لوسمیها قابل توجه است (85). هر دو مطالعه نشـان
جدول 1: انواع لوسمیهای خون و مکانیسمهای دخیل در مسیر Wnt
مکانیسم احتمالی
لوسمیهای خونی
منابع
ترشح پروتئینهای Wnt به وسیله سلولهای توموری و یا محیط
AML
سلولهای تومور Wnt 10A ، Wnt 6 ، Wnt2B و Wnt10B ها را تولید میکنند.
(45، 44)
افزایش بیان ژنهای APC و Axin
(44)
کاهش بیان ژنهای c-Jun و TCF/Lef
(44)
سلولهای تومور با سنتز و ترشح لیگاندهای Wnt سبب افزایش سطوح بتا کاتنین دفسفریله میشوند.
(45)
CML
سلولهای بنیادی مزانشیمی مغز استخوان انسان Wnt6 ، Wnt5B ، Wtn5a ، Wnt3 ، Wnt2B ، Wn1 ، Wnt16 و Wnt8b ها را ترشح میکنند.
(88، 87)
B-ALL
سلولهای تومور Wnt16b ترشح میکنند.
(89، 62)
ALL
افزایش بیان ژنهای درگیر در مسیر کانونیکال Wnt از قبیل بتاکاتنین، Dvl-2 و Tcf-4
(89)
T-ALL
افزایش بیان ژنهای Wnt2 و Wnt6
(89)
CLL
سلولهای تومور Wnt3a ، Wnt14 ، Wnt10A ، Wnt6 ، Wnt5B و Wnt16 را بیان میکنند.
(90، 70)
پاسخ‌دهی سلولهای تومور به سیگنالینگ Wnt
CML
سلولهای مقاوم به TKI دارای بیان بالای Fzd8 هستند
(53)
CLL
سلولهای تومورFzd3 ،LRP5/LRP6 و Ror1 را بیان میکنند.
(91، 65، 64)
تغییرات اپی‌ژنتیک (متیلاسیون نابهجای آنتاگونیستهای Wnt یا Wnt5a)
AML
متیلاسیون 4,3,sFRP-1 و DKK1 یا Wnt5a
(41، 40، 37، 34)
B-ALL
متیلاسیون DKK3
(92)
T-ALL
متیلاسیون نامناسب Wnt5a
(93)
CLL
متیلاسیون Wif1، DKK3 ،4,2,sFRP-1 و5
(95، 94)
فعال شدن جهش‌ها در بتاکانتین و یا غیر فعال شدن جهش‌ها در APC و Axin
AML و ALL
غیر فعال‌سازی جهش‌های Axin1 و APC
(94، 93، 33، 31، 30)
T-ALL
فعال‌سازی جهش‌های بتا کاتنین، کاهش فعالیت سرکوب‌کنندگیTCF7
(97، 96)
تعادل فاکتورهای TCF/LEF در سلولهای توموری
AML
سطوح بالایLEF
(97، 96)
CML
فاکتورهای Tcf / Lef به طور مثبت ABCB1 را تنظیم میکنند
(98)
B-ALL
عدم تعادل سطوح Tcf و Lef در سلولهای تومور
(61)
T-ALL
سطوح بالای Lef ؛ Tcf1 ژن سرکوب‌کننده تومور است
(99، 83)
CLL
سطوح بالایLEF
(65)
می‌دهند که Tcf1 به طور طبیعی به عنوان مهار کننده سطوح پروتئین Lef1 در تیموس است. به محض حذف Tcf1، سطوح پروتئین Lef1 از حالت طبیعی خارج شده و سطوح افزایش یافته و غیرطبیعی آن حاصل میشود و سلولهای تیموس را مستعد سرطانی شدن میکند. سؤالی که مطرح است این اسـت که ایـن اثـر سرطان‌زایی Lef1 در غیاب Tcf1، یک فرآیند با دخالت Wnt است یا خیر؟ تایمسن و همکاران افزایش فعالیت سیگنالینگ Wnt در تومورهای دارای کمبود Tcf1 را نشان دادند(84). از آن جا که یو و همکاران نتوانستند این موضوع را تایید کنند، این امکان وجود دارد که سطوح بالای Lef1 با یک مسیر دیگر غیر وابسته به Wnt، باعث بروز لوسمی میشود(85). به طور کلی پژوهش‌های مهم اخیر اشاره میکنند که سلولهای بنیادی T-ALL مشابه سلولهای AML، به شدت به سیگنالینگ Wnt وابسته هستند(86). خلاصه‌ای از انواع لوسمیهای خون و مکانیسمهای دخیل در مسیر Wnt در جدول 1 آورده شده است.
نتیجه‌گیری به نظر می‌رسد در پاتوژنیسیتی همه بدخیمیهای هماتولوژیک مورد بحث در این مقاله، سیگنالینگ Wnt (کانونیکال و غیر کانونیکال) در مرحله خاصی دخالت دارد. حداقل دو مرحله مختلف وجود دارد که در آن اختلال در تنظیم سیگنالینگ Wnt نقش مهمی در پیشرفت لوسمی دارد. اول، در مرحله شروع بیماری، افزایش سیگنال Wnt میتواند عامل مهمی در پیشرفت از مرحله پیش LSC به LSC (به عنوان مثال برای AML) باشد و همین طور که اخیراً برای T-ALL کشف شده است، فقدان فاکتور Wnt هسته Tcf1، به توسعه T-ALL منجر میشود. دوم در پیشرفت بیماری، همان طور که برای CML توصیف شد، سیگنالینگ نابهجای Wnt دارای اهمیت است. از این‌رو، بسته به وضعیت تمایز سلول و یا
موقعیت سلولهای آغازکننده لوسمی در محیط خود (نیچه)، سیگنالیگ Wnt نقش‌های مختلفی را در تولید لوسمی بازی میکند. به نظر می‌رسد حداقل پنج مکانیسم متفاوت در سیگنالینگ ناقص Wnt در لوسمیها وجود دارد. اول، سطوح نامناسب پروتئین Wnt (و/یا آنتاگونیست Wnt) که از سلولهای توموری و/یا محیطشان ترشح شده و به وفور به عنوان یک فیدبک اتوکرینی سلولهای توموری گزارش شده است. دوم، حساسیت سلولهای تومور به پروتئین Wnt (و آنتاگونیستها) ممکن است تغییر کند(مثلاً تغییر در بیان Fzd ، Ror ، یا LRP). برای مکانیسم سوم، تغییرات اپی‌ژنتیک در بسیاری از انواع لوسمیها گزارش شده است. متیلاسیون آنتاگونیستهای Wnt (در نتیجه تداخل با عملکرد مهارکنندگی آنها) و پروموتر Wnt5a (که منجر به سطح پایین Wnt5a، که به عنوان مهارکننده تومور عمل میکند) مشاهده شده است. چهارم، فعال‌سازی جهش در بتاکاتنین یا غیرفعال کردن جهش در APC یا axin در ALL شرح داده شده است، شبیه به فعال‌سازی جهش‌های شناخته شده در کارسینومای کولون؛ و پنجم، به نظر می‌رسد تعادل فاکتورهای Tcf/Lef در یک سلول توموری، عامل تعیین‌‌کننده‌ای است که آیا سیگنال Wnt از بین می‌رود یا خیر. بدیهی است این تغییرات در سیگنالینگ Wnt فرصت‌های مداخله درمانی را ایجاد میکند، به ویژه به این دلیل که سطح سیگنال Wnt در بدخیمیهای هماتولوژیک به طور قابل‌توجهی نسبت به همتایان خود افزایش یافته است.
Ghari M, Fathi E, Farahzadi R. The role of Wnt/β-catenin signaling pathway in blood leukemias. Sci J Iran Blood Transfus Organ 2018; 15 (2) :149-164 URL: http://bloodjournal.ir/article-1-1156-fa.html
