Wnt信號通路在結腸鋸齒狀息肉癌變過程中作用的研究進展

姜 俊 王曉蕾

結腸癌是世界第三大好發腫瘤。傳統的腺瘤－腺癌途徑是結腸癌的主要惡變途徑，占所有結腸癌癌變機制的2／3以上。近年來，另一種癌變途徑即“鋸齒狀途徑”的概念被提出，約有7.5%的結腸癌以及17.5%的近端結腸癌是通過此途徑進展而來的，與傳統腺瘤－腺癌途徑相比，鋸齒狀途徑通常按照“鋸齒狀息肉－鋸齒狀腺瘤－腺癌”的順序進展為結腸癌，其癌變進程更快。

以往研究認為，Wnt信號通路的異常激活僅僅存在于傳統的腺瘤－腺癌途徑中。但近年來越來越多的研究顯示，鋸齒狀途徑中也存在Wnt信號通路的異常激活。本文就鋸齒狀息肉／腺瘤癌變過程中Wnt信號通路的作用作一綜述。

1 鋸齒狀息肉／腺瘤的概念及分類

許多學者認為，鋸齒狀息肉／腺瘤與傳統腺瘤是兩個完全不同的概念；但是也有學者認為，鋸齒狀息肉／腺瘤只是傳統腺瘤中的一種具有“鋸齒狀形態”的特殊類型。鋸齒狀息肉／腺瘤按照組織學類型分為三類：增生性息肉（HP）、無蒂鋸齒狀息肉／腺瘤（SSP／A）和傳統鋸齒狀腺瘤（TSA）。

2 Wnt信號通路在鋸齒狀息肉／腺瘤中的激活機制

在鋸齒狀息肉／腺瘤的癌變過程中，Wnt信號通路的異常激活可能是其主要的致癌途徑。結腸腺瘤性息肉病（APC）基因是 Wnt信號通路中重要的抑癌基因，正常細胞Wnt信號通路通過APC蛋白、糖原合成酶激酶－3β（GSK－3β）軸蛋白等與β－連環蛋白（β－catenin）結合形成多蛋白復合體，使β－catenin發生磷酸化降解［1］。APC基因的失活導致β－catenin不穩定性增加，使其異常移位于細胞核，激活Wnt信號通路的目標基因，使促進腫瘤生長和侵襲的多種基因轉錄增加。在大多數散發性結腸癌患者中均發現APC基因失活［2］。近年來的研究表明，除APC基因外，MCC基因（抑癌基因）與β－catenin相互作用可影響β－catenin的內生水平，進而影響Wnt信號通路的激活。

在傳統腺瘤－腺癌途徑中，β－catenin的移位主要由基因突變或DNA甲基化造成APC基因功能缺失引起，而在右半結腸增生性息肉（RHP）和大多數SSP／A中，均存在較強的APC基因表達，這表明近端結腸鋸齒狀息肉／腺瘤癌變過程并非由APC基因功能缺失造成β－catenin移位引起。相反，在RHP和大多數SSP／A等近端結腸息肉中，MCC基因的缺失較為常見［3］。研究發現，MCC基因通過與β－catenin相互作用，阻斷β－catenin／TCF／TEF基因連接，從而影響內生β－catenin的聚集部位。與傳統腺瘤相比，鋸齒狀息肉／腺瘤中MCC基因缺失的發生更頻繁［4］。因此，MCC基因而非APC基因表達缺失是近端結腸鋸齒狀息肉／腺瘤中Wnt信號通路異常激活的主要原因。

有研究認為，鋸齒狀息肉／腺瘤中 Wnt信號通路的激活與APC基因啟動子1A的高甲基化有關［5］。有學者認為鋸齒化途徑即為甲基化途徑，APC基因有兩個啟動子1 A和1B，啟動子1 A常被激活。Fu等［6］應用磷酸二氫鈉分析APC基因啟動子甲基化的狀態，結果發現鋸齒狀息肉／腺瘤組中，33.3%發生了部分甲基化，41.5%發生了完全甲基化，提示在鋸齒狀息肉／腺瘤中，APC基因啟動子1 A甲基化較常見，Wnt信號通路激活可能主要由APC基因啟動子1 A甲基化造成，而非APC基因或β－catenin突變造成。

3 Wnt信號通路在鋸齒狀息肉／腺瘤癌變過程中的作用

對于不同類型的鋸齒狀息肉／腺瘤的癌變過程，Wnt信號通路所起的作用有所不同。

3.1 HP

HP可進一步分為微小泡狀型增生性息肉（MV HP）、杯狀細胞增生性息肉（GCHP）和黏蛋白減少變異型增生性息肉。MVHP大多發生于遠端結腸，僅有小部分發生于近端結腸，GCHP僅發生于遠端結腸［7］。HP通常被認為是良性病變，沒有癌變的可能性，但是 MVHP，尤其是近端結腸MV HP被認為是某些高級別SSP／A的前期病變［7－8］。

3.2 SSP／A

在Cunningha m 等［9］的研究中有41%（9／22）的SSP／A存在β－catenin核聚集現象，而在12例HP中沒有1例發生β－catenin核聚集現象。但在Snover等［10］的研究中，β－catenin核聚集現象在 SSP／A 中的發生率為37.5%（6／16），這與 HP中50%（6／12）的發生率相比差異無統計學意義。在Lu等［11］的研究中，10例SSP／A中無1例發生β－catenin核聚集現象，但在 Lazar us等［12］的研究中，50%（6／12）的SSP／A（包括高級別上皮內瘤變和黏膜下侵襲性腺癌）在癌變進程中出現β－catenin核聚集現象，未處于癌變進程中的SSP／A則無1例發生。

由此可見，Wnt信號通路被激活，即β－catenin核聚集在SSP／A中的發生率差異很大。造成這種差異的原因很多，包括研究對象樣本量的大小、各研究中SSP／A進展階段不同等。另外，既往SSP／A的診斷缺乏統一標準，許多SSP／A常被漏診或誤診，這也造成了研究結果的差異。鋸齒狀腺瘤／息肉的標準化診斷命名在2010年被提出［13］，這為將來提高鋸齒狀腺瘤／息肉研究結果的可靠性提供了依據。SSP／A癌變過程中Wnt信號通路所起的作用目前仍存在爭議，需要今后開展進一步的研究。

3.3 TSA

有研究者認為，APC基因突變在TSA中發生率較高。Fu等［6］的研究結果表明，約40%的TSA可發生APC基因突變。在Longacre等［14］的研究中，3例伴有家族性腺瘤性息肉病的TSA患者都存在APC基因突變。

但也有研究者持不同觀點。Sawyer等［15］的研究發現，39例TSA中僅5例發生APC基因突變（發生率12.8%）。但在Dehari等［16］的研究中，APC基因突變在TSA中的發生率僅為3.8%（1／26），在TSA所致腺癌中發生率為0（0／4）。但APC基因突變在管狀腺瘤中的發生率為66.7%（8／12），在管狀腺瘤所致腺癌中的發生率為50%（4／8）。另外，有研究提示，APC基因突變在TSA中的發生率為8.3%（1／12），在傳統腺瘤中的發生率為56.3%（9／16），在腺癌中的發生率為50%（7／14）［6］。上述研究結果均提示，與傳統腺瘤及腺癌相比，TSA的APC基因突變率較低。

關于TSA中β－catenin的表達情況目前也存有爭議。Jiao等［17］研究發現，在43例TSA中均可見β－catenin核聚集；Oh等［18］也發現 TSA中存在較高的β－catenin核聚集率（61%，14／23）。但在 Sawyer等［15］的 研 究 中，39例 TSA 中 只 有5例 發 生β－catenin核聚集（12.8%），且其中僅 1 例發生了β－catenin突變。Ya mamoto等［19］的研究中也只有7%（3／45）的 TSA發生β－catenin核聚集，而在傳統腺瘤中，這個比例卻高達61%（43／71）。因此，在TSA癌變過程中，Wnt信號通路所起的作用也存在爭議。

4 鋸齒狀息肉／腺瘤中Wnt信號通路激活的致癌機制

鋸齒狀息肉／腺瘤中Wnt信號通路的激活可能是通過增加c－MYC和SIRT－1的表達而起到致癌作用的。

c－MYC可使腫瘤細胞發生細胞衰老和細胞凋亡抵抗，從而使腫瘤細胞永生［18］。SIRT1蛋白脫乙酰酶與多種促腫瘤凋亡因子呈負性調節作用，其中包括p53。c－MYC使NAD＋依賴性SIRT1蛋白脫乙酰酶水平升高及活性增加，同時SIRT1自身通過減少c－MYC降解率來加強這種效應［20－23］。

Kriegl等［5］應用免疫組織化學法觀察鋸齒狀息肉／腺瘤中c－MYC和SIRT1蛋白脫乙酰酶的表達，結果發現僅在一部分高級別上皮內瘤變和腺癌中才出現c－MYC和SIRT1表達的增加，這說明c－MYC和SIRT1的表達與惡性程度高度相關，隨著惡性程度和侵襲力的增高，c－MYC和SIRT1表達也隨之增加。

因此，c－MYC和SIRT1是鋸齒狀息肉／腺瘤癌變過程中的兩個重要物質。c－MYC和SIRT1的某些屬性，如細胞凋亡抑制和細胞衰老抑制可致腫瘤發生，這也為未來靶向治療腫瘤提供了新的靶點。但有關鋸齒狀息肉／腺瘤中c－MYC和SIRT1的確切作用方式，仍需要更多的相關研究來闡明。

5 結語與展望

鋸齒狀息肉／腺瘤是一個較新的概念，它較傳統腺瘤有更高的癌變率，且進展更快。目前有關其具體的致癌途徑尚無定論，但可以肯定的是，其癌變過程是一個復雜的、由多種基因以及多種途徑共同參與的過程。其中，在傳統腺瘤－腺癌途徑中常見的Wnt信號通路激活現象，亦存在于鋸齒狀息肉／腺瘤癌變途徑中。但在腫瘤好發部位和形態大小等方面，鋸齒狀息肉／腺瘤與傳統腺瘤存在一定差異，這導致Wnt信號通路的激活方式和調節因子等方面均不盡相同。鋸齒狀息肉／腺瘤的發生常較隱匿，在普通的腸鏡檢查中有時不易被發現。隨著對鋸齒狀息肉／腺瘤的分子生物學特性研究的深入，腸鏡檢查將可能與免疫組織化學染色和分子探針等技術相結合，提高鋸齒狀息肉／腺瘤的診斷率。同樣，隨著鋸齒狀息肉／腺瘤癌變途徑的分子生物學研究的進展，將來有可能利用某些分子生物學標志物，早期發現具有高癌變風險的鋸齒狀息肉／腺瘤病變，研發相關的靶向治療藥物以阻斷早期癌變進程。

1 張慧，曹海龍，王邦茂.Min基因突變鼠模型在篩選FAP防治藥物中的應用.國際消化病雜志，2012，32：169－171.

2 Yachida S，Mudali S，Martin SA，et al.Beta－Catenin nuclear labeling is a co mmon feature of sessile serrated adeno mas and correlates with early neoplastic progression after BRAF activation.Am J Surg Pathol，2009，33：1823－1832.

3 Li L，Fu XS，Zhang W，et al.Wnt signaling pathway is activated in right colon serrated polyps correlating to specific molecular f or m of β－catenin. Hu m Pathol， 2013， 44：1079－1088.

4 Kohonen－Corish M，Sigglekow N，Susanto J，et al.Promoter methylation of the mutated in colorectal cancer gene is a frequent early event in colorectal cancer.Oncogene，2007，26：4435－4441.

5 Kriegl L，Vieth M，Kirchner T，et al.Up－regulation of c－MYC and SIRT1 expression correlated with malignant transfor mation in the serrated route to colorectal cancer.Oncotarget，2012，3：1182－1193.

6 Fu X，Li J，Li K，et al.Hyper methylation of APC promoter 1 A is associated with moderate activation of Wnt signaling pathway in a subset of colorectal serrated adenomas.Histopathology，2009，55：554－563.

7 Snover DC.Update on the serrated path way to colorectal carcino ma.Hu m Pathol，2011，42：1－10.

8 Ki m KM，Lee EJ，Ha S，et al.Molecular features of colorectal hyperplastic polyps and sessile serrated adenoma／polyps from Korea.Am J Sur g Pat hol，2011，35：1274－1286.

9 Cunningham KS，Riddellv RH.Serrated mucosal lesions of t he colorectum.Curr Opin Gastroenterol，2006，22：48－53.

10 Snover DC，Jass JR，Fenoglio－Preiser C，et al.Serrated polyps of the large intestine：a morphologic and molecular review of an evolving concept.Am J Clin Pat hol，2005，124：380－391.

11 Lu FI，van Nieker k de W，Owen D，et al.Longit udinal outco me study of sessile serrated adeno mas of t he colorectu m：an increased risk f or subsequent right－sided colorectal carcino ma.Am J Surg Pat hol，2010，34：927－934.

12 Lazar us R，Junttila OE，Kartt unen TJ，et al.The risk of metachronous neoplasia in patients wit h serrated adeno ma.Am J Clin Pat hol，2005，123：349－359.

13 Gol dst ein NS.Small colonic micr osatellit e unstable adenocarcino mas and high－grade epit helial dysplasias in sessile serrated adeno ma polypect o my speci mens；a study if eight cases.Am J Clin Pat hol，2006，125：132－145.

14 Longacre T A，Fenoglio－Pr eiser CM.Mixed hyper plastic adeno matous polyps／serrated adeno mas.A distinct for m of colorectal neoplasia.Am J Sur g Pat hol，1990，14：524－537.

15 Sa wyer EJ，Cer ar A，H anby A M，et al.M olecular characteristics of serrated adeno mas of t he colorect u m.Gut，2002，51：200－206.

16 Dehari R.Infrequent APC mutations in serr ated adeno ma.Tohoku J Exp Med，2001，193：181－186.

17 Jiao YF，Naka mura S，Sugai T，et al.Serrated adeno ma of t he colorect u m under goes a proliferation versus differentiation pr ocess：new concept ual inter oretation of mor phogenesis.Oncology，2008，74：127－134.

18 Oh K，Redston M，Odze RD.Support f or h ML H1 and MGMT silencing as a mechanis m of t u morigenesis in t he hyper plasticadeno ma－carcino ma （serrated）carcinogenic pat h way in t he colon.Hu m Pat hol，2005，36：101－111.

19 Ya ma mot o T，Konishi K，Ya mochi T，et al.No major t u morigenic r ole f or beta－catenin in serrated as opposed to conventional colorectal adeno mas.Br J Cancer，2003，89：152－157.

20 Menssen A，Hydbring P，Kapelle K，et al.The c－MYC oncoprotein，t he NA MPT enzy me，t he SIRT1－inhibitor DBC1，and t he SIRT1 deacet ylase f or m a positive feedback loop.Pr oc Natl Acad Sci U S A，2012，109：E187－E196.

21 Mao B，Zhao G，Lv X，et al.Sirt1 deacetylates c－MYC and pr o motes c－MYC／Max association.Int J Biochem Cell Biol，2011，43：1573－1581.

22 Marshall GM，Liu PY，Gherar di S，et al.SIRT1 pr o motes NMyc oncogenesis t hr ough a positive feedback loop involving t he effects of MKP3 and ERK on N－Myc pr otein stability.PLoS Genet，2011，7：e1002135.

23 Yuan J，Mint er－Dyk house K，Lou ZK.A c－Myc－SIRT1 feedback loop regulates cell growt h and transf or mation.J Cell Biol，2009，185：203－211.