Wnt信號異常激活途徑與胃腸道腫瘤靶向治療的研究進展

付翠群，沈國棟，沈干，胡世蓮

(1.安徽醫科大學附屬省立醫院、安徽省立醫院老年病科，合肥 230001；2.腫瘤免疫與營養治療安徽省重點實驗室)

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Wnt信號異常激活途徑與胃腸道腫瘤靶向治療的研究進展

付翠群1,2，沈國棟1,2，沈干1,2，胡世蓮1,2

(1.安徽醫科大學附屬省立醫院、安徽省立醫院老年病科，合肥 230001；2.腫瘤免疫與營養治療安徽省重點實驗室)

胃腸道腫瘤是全球最常見的腫瘤之一，并且是癌癥死亡的主要原因。異常激活的Wnt信號通路對人類胃腸道腫瘤的發生和發展產生重要的影響[1]。這是由于Wnt/β-catenin在生物進化和多種生物功能的調節上是一個高度保守的信號通路，因此抑制Wnt信號通路異常激活可能是胃腸道腫瘤靶向治療的一種新方法[2]。Wnt信號通路異常激活在胃腸道腫瘤的形成和發展有重要的作用，而且其異常激活的過程很復雜，不同的物質對其激活的途徑不同，即使相同的物質在環境改變的情況下對其激活的方法和途徑也有所不同。

1與Wnt/β-catenin/TCF4相互作用影響胃腸道腫瘤的形成與發展

1.1與β-catenin/TCF4復合物相互作用

1.1.1與β-catenin/TCF4形成新的復合物多種物質通過與β-catenin/TCF4結合形成新的復合物來調節Wnt通路的活性，對胃腸道腫瘤的形成和發展產生調控作用。在結腸癌中TCF家族成員TCF3通過阻礙 MYC’3 WRE與TCF4/β-catenin復合物結合抑制MYC的表達。當用shRNAs干擾TCF3使其減少時MYC’3 WRE更容易與TCF4/β-catenin復合物結合，通過抑制GSK3b來激活Wnt/β-catenin下游信號而引起TCF3與TCF4/β-catenin 復合物相互交換激活MYC的表達，并且原癌基因MYC的表達促使腫瘤發生和發展[3]。

研究證明LHX 基因在多種生長發育過程中有著重要的作用。經QRT-PCR和免疫組織化學實驗證實與健康對照組相比在結直腸癌患者的腫瘤組織中LHXs基因是上調的。在結直腸癌中LHX4的表達與調高的β-catenin水平相關聯，β-catenin發揮功能依賴其致瘤作用。LHX4還促進TCF4與β-catenin結合并形成穩定的LHX4/TCF4/β-catenin復合物激活下游靶基因而啟動致瘤基因[4]。

1.1.2與β-catenin/TCF4不形成新的復合物有些物質不與β-catenin/TCF4形成新的復合物，而是直接或間接與其相互作用來調節Wnt信號通路的活性。例如TRIB2(A member of the Tribbles family of pseudokinase proteins)，zinc and ring finger 3 (ZNRF3)等都是與β-catenin/TCF4相互作用直接調節Wnt信號通路活性，而不與之形成復合物。

TRIB2通過降低TCF4和β-catenin的穩定性抑制Wnt信號通路的活性。TRIB2 與 E3連接酶β-TrCP，COP1 和 Smurf1相關聯來降低TCF4/β-catenin復合物的表達。在TRIB2 蛋白內如果E3連接酶的綁定區域缺失可減少TCF4/β-catenin的泛素化，增加β-catenin在核內的積聚，導致腫瘤形成[5]。

在胃癌細胞株SGC-7901中研究ZNRF3與腫瘤細胞增殖和凋亡之間的關系，將SGC7901細胞株通過轉染法高表達ZNRF3，用細胞計數法證實高表達ZNRF3 可誘導細胞凋亡并抑制細胞增殖。而ZNRF3過表達細胞株與空轉對照組相比 β-catenin 和TCF-4 蛋白表達衰減。進而證實ZNRF3可通過影響Wnt/β-catenin/TCF抑制細胞的生長并促進細胞凋亡抑制胃腺癌的發展[6]。

當前的實驗研究證實在幽門螺桿菌(HP)陽性患者中β-catenin 和TCF4蛋白的表達明顯高于陰性患者，特別是腸型的胃癌患者。這表明HP可能使E-cadherin/β-catenin復合物破裂，β-catenin 進入核內與TCF4結合，導致TCF4蛋白高表達，進而導致腸型胃癌的形成。隨著胃癌的形成，E-cadherin和β-catenin的表達逐漸減弱，而TCF4的表達卻逐漸增高。在胃癌患者中幽門螺桿菌感染者在胞質和胞核中E-cadherin和β-catenin顯著增高，特別是腸型胃癌患者[7]。

1.2單獨與β-catenin相互作用還有很多物質可以通過與β-catenin相互作用間接對胃腸道腫瘤的形成和發展進行調節，這些物質既可以與β-catenin形成正向調節作用又可以形成負向調節作用。

1.2.1正向調節作用HMGA1(high mobility group A1)和KDM4B都有正向調節β-catenin進而異常激活Wnt信號通路，促進腫瘤的形成與發展的作用。有學者證實在結直腸癌細胞株中HMGA1有誘導細胞增殖的功能，并通過與β-catenin相互作用正向調節Wnt信號通路，促進β-catenin-TCF4復合物的形成[7]。在結直腸癌中組蛋白去甲基酶KDM4B的量是上調的，并且HT-29細胞株的高效無性生長需要KDM4B[8]。體內體外試驗證實KDM4B和β-catenin形成復合物，這可能與KDM4B的第353-740位核心氨基酸有關，KDM4B 的過表達促進β-catenin轉錄導致腫瘤形成[9]。

1.2.2負向調節作用β-catenin,cMyc,和ITF2在人結腸癌中的含量與正常對照相比較明顯增多。在人結直腸癌中ITF2對β-catenin-TCF4復合物及其靶基因的表達都有負向調節的作用。ITF2通過與TCF4競爭性結合 β-catenin來抑制 β-catenin-TCF4復合物的形成。人結直腸癌細胞株中穩轉入ITF2基因并表達可降低其在小鼠體內的增殖和成瘤能力，而用 shRNA敲低ITF2則可促進腫瘤在小鼠體內的生長。基因富集實驗也證實ITF2量與β-catenin-TCF4復合物的活性之間存在負相關性[10]。

1.2.3與β-catenin形成新的復合物除了正負向調節外，還可以通過與TCF4競爭性結合阻礙β-catenin-TCF4復合物的形成來調節Wnt信號通路的活性。由于SOX10啟動甲基化，使得SOX10在多種消化道腫瘤細胞株和原位癌中低表達。體內體外實驗證實，使低表達SOX10的腫瘤細胞株高表達SOX10可抑制細胞增殖、腫瘤形成。SOX10有與TCF4競爭性結合β-catenin，阻礙β-catenin-TCF4復合物的形成從而抑制下游靶基因轉錄。SOX10的突變可破壞SOX10-β-catenin的相互作用從而部分解除對腫瘤的抑制[11]。

1.3與TCF4相互作用來調節Wnt信號通路的活性C-terminal binding protein (CtBP)和thymine DNA glycosylase(TDG)雖然不與β-catenin/TCF4復合物和β-catenin相互作用，但是能和TCF4相互作用來調節Wnt信號通路活性。

在結腸癌中CtBP的過表達是非常明顯的，并且在結腸癌干細胞中TCF4也是上調的。因此有人提出假設CtBP正向調節TCF4導致CSC 生長和自我更新。實驗證實，在CSCs中 CtBP1 and CtBP2的mRNA 和蛋白含量都增高，NADH/NAD的比率增大，CtBP1和 CtBP2的活性增加，TCF/LEF的轉錄活性也增加。解除對CtBP2 的抑制，CSC的成球能力和自我更新的能力都增強。MTOB抑制TCF/LEF的活性同時抑制β-catenin 下游靶基因(CD44,Snail,C-MYC 和LGR5)的mRNA轉錄和蛋白質合成[12]。

在DNA脫甲基篩選中，發現TDG可以使Wnt信號上調。在Wnt通路中TDG與轉錄因子TCF4相互作用共同激活CREB結合蛋白/p300。體內外實驗證實用shRNAs 敲低TDG可抑制結直腸癌細胞株的增殖。在結直腸癌患者癌組織中TDG的含量明顯比癌旁組織高[13]。

2通過對Wnt下游基因影響來調節腫瘤的形成與發展

在胃腸道腫瘤的形成與發展中Wnt下游靶基因也起著重要的作用。在上文中提到的HMGA1、SOX10、CtBP、TDG等，在與β-catenin/TCF4相互作用的同時也對其下游的靶基因進行調控，從而對胃腸道腫瘤的形成和發展產生影響。

有學者發現一些中草藥通過調節Wnt下游靶基因可以對腫瘤的形成與發展進行調控。例如蕃薯葉中提取的多酚類化合物mono (3,4,and5)-caffeoylquinic acid (CQA)對Wnt信號通路有抑制作用，并能抑制TCF4轉錄表達及其下游靶基因的表達[14]。

3胃腸道腫瘤的靶向治療

由于胃腸道腫瘤多發且對化療藥容易耐藥，因此靶向治療就顯得尤為重要了。靶向治療對患者來說不僅對身心的傷害小而且對腫瘤的治療效果將遠比傳統方法明顯[15]。上文我們提到了多種調節Wnt信號通路的途徑和物質，這其中有很多可以作為靶向治療的新靶點和潛在的靶向治療藥物。新靶點主要包括HMGA1，LIN28B/TCF7L2，WISP3，TDG等，其中LIN28B/TCF7L2可能成為晚期胃癌靶向干預治療的新靶點，WISP3 有可能成為很好的胃癌預后指標和干預胃癌生長和轉移靶向治療一個新的靶點。潛在的靶向治療藥物主要有從貴州鼠尾草中提取的11α,12α-epoxyleukamenin E (EPLE)與5-fluorouracil聯合用于治療結直腸癌可產生協同效應；蕃薯葉中的CQA有抑制TCF4轉錄表達和β-catenin/TCF-4復合物的轉錄活性進而抑制Wnt信號通路，因此，蕃薯葉可以做為預防結直腸癌的保健食品；1,25-D3促進細胞分化并減少核β-catenin的水平和降低Wnt靶基因BCL-2,CyclinD1,Snail1,CD44和LGR5的mRNA的表達量而抑制Wnt信號通路的活性，這在防治結直腸腫瘤發生和早期腫瘤惡化中起有重要作用[16]。

4對胃腸道腫瘤有生物標記物和預后評價作用

對胃腸道腫瘤來說早期診斷和預后監測非常重要，而生物標記物可以為腫瘤的篩查和早期診斷提供依據；腫瘤預后評價可以為臨床治療提供依據[17]。

有學者證實GPR48 既可以用作結直腸癌患者評估預后的生物標記物又可作為可切除結直腸癌靶向治療的靶點，其原理是在結直腸癌中GPR48激活β-catenin/TCF信號通路，增加其下游靶基因的表達，促進腫瘤的形成和發展[18]。我們可以通過對GPR48進行干預來治療腫瘤，并且通過檢測FPR48的水平了解患者的預后情況。其他的如WISP3可作為胃癌不良預后的指標[19]，TCF4可作為腫瘤對新輔助化療的反應及患者不良預后的良好預測指標[20]，thymine DNA glycosylase(TDG)可能成為結直腸癌潛在生物標志物等。

5結論

Wnt信號通路在胃腸道腫瘤的形成和發展中扮演著十分重要的角色。它的異常激活伴隨著腫瘤的形成和發展，使其激活的方法、途徑和物質多種多樣。本文主要綜述了影響Wnt信號通路異常激活的多種途徑和物質，這些可能都與腫瘤的形成和發展有著密切的聯系。在這過程中，發現了一些可能成為胃腸道腫瘤靶向干預治療的新靶點和潛在的靶向治療藥物，及一些生物標記物和腫瘤預后評價指標。然而，這些結果大多局限于科學研究中，真正在臨床應用的卻很少，如果能夠將這些成果應用于臨床將對胃腸道腫瘤的預防、診斷和治療等帶來質的飛躍。因此，將這些研究成果早日應用于臨床是我們接下來努力的方向。

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基金項目:安徽省自然科學基金面上項目(1408085MH167)；安徽省科技攻關項目(1301042094)

作者簡介：付翠群，碩士在讀，E-mail：1014699023@qq.com通信作者：胡世蓮，主任醫師，教授，博士生導師，E-mail: hushilian@126.com

中圖分類號:R735

文獻標識碼:A

DOI:10.3969/J.issn.1672-6790.2016.02.004

(收稿日期：2015-11-10)

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