罗林，杨毅

(浙江大学医学院附属第四医院，浙江 义乌 322000)

0 引言

矿物质及骨代谢紊乱(MBD) 普遍存在于慢性肾脏病(CKD)患者中，早在CKD2 期即可有25(OH)D3 的异常，至中晚期可以检测到钙、磷及甲状旁腺激素(PTH)的异常[1]。长期的钙磷代谢紊乱不仅会引发矿物质和骨代谢的异常，也会降低CKD 患者的免疫功能，重者还会导致血管、皮肤等的钙化[2]，与CKD 患者的发病率和死亡率紧密相关。而Wnβ-catenin 信号通路在骨代谢的调节中发挥着重要作用[3]。DKK1 可通过抑制Wnt 信号通路来影响骨代谢[4]。

1 Wnt/β-catenin 信号通路的概述

Wnt/β-catenin 信号通路是wnt 信号通路中的一条经典通路，Wnt 信号大量存在于细胞间的信息传递中，多种因子参与了Wnt 信号的传递，其对胚胎发育、成年人细胞增殖、分化等方面有重要作用[5]。Wnts 信号可以激活多条通路[6]，而其中Wnt/β-catenin 通路是成年人的骨发育和骨稳态中心，是经典的wnt 信号通路，该通路可刺激干细胞及前成骨细胞的增殖来诱导成骨细胞的形成，并同时抑制成骨细胞和破骨细胞的凋亡来调节骨代谢[7]。有研究表明该通路对CKD-MBD 的发生发展也起着关键作用[8]。

在Wnt/β-catenin 通路中，Wnts 配体与卷曲蛋白和低密度脂蛋白受体蛋白5/6 以胞外方式相结合，降低糖原合成酶激酶3β(GSK-3β)、轴蛋白(axin)等组成的复合物的稳定性[9-11]，促进β-catenin 的脱磷酸化，胞质中脱磷酸化的β-catenin 不断聚集，最后被转运至细胞核中，同T 细胞因子、淋巴细胞因子相结合，调控胞核中目标基因的转录[12]。

2 Wnt/β-catenin 信号通路的可溶性抑制蛋白DKK1

Dkk1 是DKK 家族中Wnt/β-catenin 通路的主要抑制剂之一，DKK 家族包括DKK1、DKK2、DKK3 和 DKK4，是一组分泌型糖蛋白[13]，不同的 DKKS 对Wnt/β-catenin 通路的调节作用不同，DKK1 主要发挥抑制作用；而DKK2 有激动和抑制Wnt/β-catenin 信号通路的双重作用；DKK3 可抑制β-catenin 的聚集，主要参与调控非经典的JNK 信号通路，而其在Wnt/β-catenin 通路中的作用尚不明确；DKK4 与DKK1相同也可对Wnt/β-catenin 通路产生抑制作用。DKK1 最早发现于非洲蟾蜍胚胎细胞中，是Wnt 信号通路抑制剂中的一员[14]。人类的DKK1 由266 个氨基酸组成，分子质量约29k，其基因在10 号染色体10q11 上[15]。DKK1 在DKK 家族中作用最强，主要通过与跨膜受体Kremen 结合，并与LRP5/6 受体藕联形成三聚体，介导受体的快速内吞，阻断Wnt 信号向胞内的传递，进而抑制Wnt/β-catenin 通路。有大量研究表明，CKD-MBD 的发生发展与Wnt/β-catenin 通路的激活密切相关[16-17]。

3 DKK1 在CKD-MBD 中的表达与作用

3.1 DKK1 与CKD-MBD 经典标志物的相关性

随着CKD 患者的病情进展，磷的排泄以及1-α 羟化酶的生成逐渐减少，出现高磷低钙，进而刺激甲状旁腺激素的分泌。已有多项研究表明高血清水平的iPTH 与 CKD 患者的心血管事件及骨折等高度相关。Fang Y 等人在 CKD 早期的小鼠模型中观察到DKK1 水平升高，对小鼠注射DKK1 抗体后，其骨形成与骨量均增加显著，且其SOST 的水清水平也显著下降[8]。但DKK1 与同为Wnt/β-catenin 通路抑制因子的骨硬化蛋白不同，骨硬化蛋白与众多的经典骨代谢标志物显著相关，而大量研究表明，DKK1 与肾功能及25(OH)D3、PTH等矿物质代谢生物标志物却无明显相关性。有趣的是，有研究表明外源性PTH 可以通过上调受体复合蛋白(FZD-1 和 LRP6)的表达，进而减少DKK1 的表达[18]。YAMADA 等人对腹膜透析患者的研究中发现血清Dkk1 与血小板计数、尿素氮、FGF23 显著相关[19]。Fang 等人发现在高磷饮食的糖尿病小鼠中，DKK1 与PTH 和FGF23 的血清浓度水平呈负相关[8]。目前CKD 患者中DKK1 的循环浓度与经典CKD-MBD 标记物的相关性尚不明确，还需更多的研究进一步探索。

3.2 DKK1 与CKD-MBD 患者的血管及其他软组织钙化

心脏瓣膜及血管钙化是CKD 患者常见的严重并发症之一，其发生机制与骨形成类似，由血管中炎性因子引发[20]。有研究显示Wnt/β-catenin 通路可诱导血管平滑肌细胞(VSMCs)的矿化，在动脉钙化中发挥重要作用[21-23]。DKK1 可以通过抑制wnt 经典信号通路来调节CKD-MBD 患者的软组织钙化。DKK1 还参与了血小板和内皮细胞间的炎症作用，这也是动脉粥样硬化的重要发生机制之一。Lee 等在透析患者中发现DKK1 血清水平与腹主动脉硬化程度呈负相关[24]。但Morena等发现DKK1 水平与冠状动脉硬化在未透析的CKD 患者中并无明显相关性[25]。Agapova[26]等却发现DKK1 在晚期动脉粥样硬化中表达增强。在血管钙化时，DKK1 表达增加以阻断Wnt 通路，进而延缓血管钙化的进一步发展，这很可能是一种防御反应。但目前DKK1 与CKD-MBD 患者软组织钙化间的关系仍不明确，还需进行进一步的探索。

3.3 DKK1 与CKD-MBD 患者的骨代谢

骨代谢是一种动态平衡，该过程受到多种因子的调控。骨组织的强度和其结构的完整性取决于骨形成与骨吸收的平衡[27]。随着CKD 的进展，骨转化及矿化逐渐出现异常，导致骨容量甚至骨强度等出现病理性改变，最终导致骨形成障碍，引起骨痛、骨折等表现。有研究发现在CKD-MBD 的发生发展过程中及在维持骨代谢的平衡中Wnt/β-catenin 通路发挥着重要作用。只要有Wnt 信号的异常释放就可以破坏其维持的平衡，进而导致骨骼疾病的发生[28]。Qiang 等的研究证实了Dkk1 的过度表达可以下调β-catenin 的血清浓度，导致成骨细胞的分化减弱及凋亡增强[29]。也有研究表明DKK1 可以抑制成骨细胞矿化结节的形成，且该作用存在剂量依赖[29]。此外Dkk1 还可调控核因子KB 受体活化因子，进而调节破骨细胞的成熟与分化[31-32]。Thambiah 等研究证实CKD 患者中DKK1 浓度的升高与股骨颈密度负相关[33]。Fang 等发现DKK1 在CKD 2 期小鼠中的血清水平增加，并且在用单克隆抗体中和后可以刺激骨形成，促进骨量的增加，进而纠正肾性骨病[8]。上述研究表明，DKK1 与CKD 患者的矿物质及骨代谢异常间有着明确的相关性，DKK1 通过抑制Wnt/β-catenin通路来抑制骨形成并促进骨吸收，最终导致CKD 患者的骨量降低。而动物实验中DKK1 抗体治疗的有效性，也提供了CKD-MBD 治疗的新方向，但这仍需大量的试验来证实。

4 结语

DKK1 作为Wnt/β-catenin 通路的可溶性抑制剂之一，参与了骨代谢，在CKD-MBD 的发生发展中发挥着重要的调节作用，可以在一定程度上反映CKD 患者矿物质及骨代谢的紊乱情况。DKK1 在钙化血管中的表达增加，可能与其原位分泌有关，但之间的关系尚不明确，还需进行进一步探索。此外，DKK1 抗体在保证其安全性的基础上，是否能改善CKD-MBD患者的骨质量及降低心血管并发症的发病率和死亡率，仍需大量研究来明确。