Ｗｎｔ信號轉導通路和腫瘤防治

楊　瑩　付賀飛　周曉霞

【摘要】 Wnt信號轉導途徑可以分為決定細胞命運的經典途徑和控制細胞運動及組織極性的非經典途徑。經典ＷＮＴ信號轉導通路是Ｗｎｔ蛋白通過與Frizzled (FZD)家族特異受體和LRP5/LRP6輔助受體結合，觸發細胞內的信號轉導，使β-連環蛋白（β-catenin）聚集的級聯反應過程。非經典的Wnt信號被轉導是通過Frizzled家族受體和ROR2/RYK聯合受體結合到Dishevelled依賴（Rho family GTPases 和 c-jun NH2-terminal kinase)或Ca²⁺依賴的信號級聯反應。Wnt通路及其有關的其他通路在胚胎發育和腫瘤發生中起重要作用。在許多種人類癌病中，Wnt通路的負性調節基因突變失活。經優化選擇分離出的擇靶向作用于WNT信號途徑的小分子復合物和人類單克隆抗體可以用于癌癥的治療。

1 Wnt信號通路

1．1 概述 人類ＷＮＴ基因家族由19個成員組成，編碼具有22或24個半胱氨酸殘基的保守糖蛋白^[1]。Wnt信號轉導途徑可以分為決定細胞命運的經典途徑和控制細胞運動及組織極性的非經典途徑。

1．2 經典WNT信號轉導通路 經典ＷＮＴ信號轉導通路是Ｗｎｔ蛋白通過與Frizzled (FZD)家族特異受體和LRP5/LRP6輔助受體結合，觸發細胞內的信號轉導，使β-連環蛋白（β-catenin）聚集的級聯反應過程^[2-3]。在經典ＷＮＴ信號轉導缺乏時，β-catenin與Axin-APC-GSK-3β等形成降解復合物, 結合后的β-catenin發生磷酸化, 進而與泛素化蛋白結合被泛素化降解^[4]。在經典Ｗｎｔ信號存在時，β-catenin將不再被CK1α和GSK3β磷酸化，而是在胞漿中聚積并進入細胞核^[5-6]。核內的β-catenin與T細胞因子/淋巴增強因子(TCF/LEF)等轉錄因子和Legless蛋白(BCL9 和 BCL9L)及PYGO^[7-8]結合形成復合物。TCF/LEF-β-catenin-Legless-PYGO復合物啟動靶基因FGF20, DKK1, WISP1, MYC, and CCND1^[9]等的轉錄。

1．3 非經典wnt信號轉導通路 非經典wnt信號是通過fzd家族受體和輔受體ROR2 和RYK(13-15)轉導的。在該通路中，小G蛋白(RHOA, RHOU, RAC, 和CDC42)和c-jun N端激酶是DVL依賴的效應分子，而Nemo樣激酶(NLK)和活化T細胞核因子（NFAT）則是鈣依賴效應分子^[10]。NLK磷酸化TCF/LEF轉錄因子去抑制經典的WNT信號通路。NFAT轉錄因子早期胚胎發生和致癌作用轉移過程中起作用。非經典Wnt信號被轉導到DVL-或者Ca²⁺依賴的級聯反應，并與細胞極性信號通路重疊^[11]。

2 WNT信號轉導通路和致癌作用

2．1 分泌型WNT通路抑制劑 SFRP1, SFRP2,SFRP3, SFRP4, SFRP5, WIF1, DKK1, DKK2, DKK3,和DKK4是分泌型WNT信號抑制劑^[12]。SFRP家族成員和WIF1是WNT拮抗劑，它抑制WNT與FZD家族受體結合。DKK家族成員與LRP5/LRP6聯合受體相互作用并觸發其胞吞作用來阻止經典途徑中WNT-FZD-LRP5/LRP6復合物形成。

2．2 細胞內型WNT經典途徑抑制劑 APC,AXIN1, AXIN2, CKIa, GSK3h, NKD1, NKD2, ANKRD6, 和NLK是經典WNT信號通路的負性調節因子。APC, AXIN1, 和 AXIN2是β-catenin降解復合體中的支架蛋白，而CKIa and GSK3β是將β-catenin磷酸化并觸發其降解的絲氨酸-蘇氨酸激酶。

2．3 經典Wnt通路在致癌過程中活化 遺傳因素，環境因子和衰老是人類癌癥的危險因素^[13]。經典wnt通路活化發生在組織再生合并慢性持久炎癥時，在小鼠乳腺瘤病毒(MMTV)導致乳腺癌變時，wnt1，wnt3和wnt10b會上調。在組織惡化合并慢性炎性反應或癌癥時，多存在SFRP1，SFRP2，DKK1及WIF1等基因的失活，而APC，AXIN1和AXIN2基因失活也與人類腫瘤的發生密切相關^[14-17]。上述基因的改變導致癌癥發生時，這些經典wnt信號抑制因子的抑制作用便會下調。

3 Wnt和其他腫瘤發展通路的交叉聯系

3．1 成纖維細胞生長因子（FGF）信號通路 FGF信號通過成纖維細胞生長因子受體轉導至磷脂酰肌醇3-激酶-AKT，Ca²⁺和絲裂原活化蛋白激酶級聯反應。在人類結腸直腸癌時，作為經典WNT信號通路靶基因之一FGF20的表達會上調。雖然機制不同，但FGF和經典WNT信號通路都抑制GSK3β活化并激活鈣信號轉導。通過GSK3β磷酸化作用下調^[14]，FGF和經典WNT信號通路都聚集到β-catenin信號級聯反應及Ca²⁺依賴的NFAT信號級聯反應。FGF和WNT信號通路的交互通話（cross-talk）導致更多惡性表現型腫瘤的出現。

3．2 Notch信號通路

Notch配體與Notch家族受體結合，使Notch受體的胞內功能區域向核內移位從而激活Notch靶基因的轉錄。MMTV整合產生乳房癌變^[18]時，Notch4被活化，同時WNT信號通路同樣也被活化。另外在造血干細胞的自我更新需要這兩條通路的共同參與。

3．3 其他信號通路 WNT信號通路也和Eph，血管內皮生長因子，Hedgehog和轉化生長因子β/骨形態形成蛋白(TGFβ/BMP)信號通路相溝通。

4 臨床應用

4．1 腫瘤預防 幽門螺桿菌，肝炎病毒和乳頭狀瘤病毒分別是胃癌、肝癌和宮頸癌的危險因素。因為慢性持久性炎性反應是很多人類癌癥的危險因素。徹底清除致病菌（病毒）和疫苗接種是預防癌癥的現實辦法。然而，根除或接種疫苗的癌癥預防措施可能在持久炎性反應作用下中由于組織再生和基因改變而失敗。WNT家族配體上調和WNT抑制劑作用下調發生在癌變早期，由于非固醇類抗炎藥和PPARγ激動劑能夠抑制經典WNT信號的傳導，因此成為化療預防腫瘤的候選藥物。

5．2 腫瘤治療 小分子復合物和人類單克隆抗體是人類在后基因組時代應用的藥物^[13]ZTM000990 and PKF118-310是靶向作用于經典WNT信號級聯反應的代表復合物，而抗WNT1 和抗WNT2單克隆抗體也已在體外癌癥治療中出現效應^[19]。經優化選擇分離出的擇靶向作用于WNT信號途徑的小分子復合物和人類單克隆抗體可以用于癌癥的治療。

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