Wnt/β-catenin 信號通路在宮頸癌發生發展中的研究進展

許曉燕，馮 群，夏 嬙

（遵義醫科大學珠海校區/貴州省免疫學研究生教育創新基地，廣東 珠海 519041）

宮頸癌（cervical cancer）是常見的惡性腫瘤，在女性癌癥發病率中位居第2 位[1]，90%以上的宮頸癌患者發生于發展中國家，我國每年約有13.5 萬的新發病例，約占世界總發病數的1/3，并具有年輕化的趨勢[2]。宮頸癌與人乳頭瘤病毒（human papillomavirus，HPV）感染高度相關，高危型HPV（HRHPV）持續感染是導致宮頸癌前病變、宮頸癌發生的最主要原因[3-5]。WHO 宮頸癌篩查及處理方案指南推薦HPV 檢測作為其首選的初篩檢查[6]。隨著研究的不斷深入，發現經典Wnt/β-catenin 信號通路的異常激活可能是繼HPV 感染后促進宮頸癌發生發展的第2 大要素，且備受關注[7，8]。該通路異常活化不僅能使細胞增殖分化紊亂而導致宮頸癌的形成，還可影響宮頸癌的發展和轉移。因此，可把Wnt/βcatenin 通路作為宮頸癌治療的靶標，通過干預調整該途徑靶標基因的表達，抑制宮頸癌的生長，進而達到治療宮頸癌的目的。目前，國內外鮮見此途徑與宮頸癌發生及發展相關的綜述，本文就Wnt/βcatenin 信號通路概述及其與宮頸癌的發生、發展的關系，以期為宮頸癌的預防及治療提供參考。

1 Wnt/β-catenin 信號通路概述

Wnt 信號通路首次發現于1982 年，主要作用于胚胎發育以及動物肢體形成過程中[9]，其中Wnt 是int 和wg 的結合體，是Wnt 通路的基礎，該通路受體有卷曲蛋白Fz1-Fz10 和Smo，共受體為低密度脂蛋白受體相關蛋白（LRP5/6）；Wnt 配體有Wnt1、2、2b、3、3a、4、5a、5b、6、7a、7b、8a、8b、9a、9b、10a、10b、11 和16，該配體至少能激活3 條通路：即經典的Wnt/β-catenin 通路和非經典的Wnt/PCP 與Wnt/Ca2+通路，經典通路Wnt/β-catenin 的配體為Wnt1、2、3、3a、7a、8，非經典通路的配體是Wnt4、5a、11。Wnt 配體與Fz 受體的結合具備時間和空間的復雜性，參與控制增殖、分化、脂肪形成及衰老等不同的生物過程，導致不同的疾?。ㄈ绨┌Y、骨質疏松、神經衰退等）[10]。

目前，集中研究的是以β-catenin 為核心的經典通路Wnt/β-catenin，該通路包含3 個步驟，分別是膜內Wnt 信號轉導，細胞質中β-catenin 的穩定調節以及細胞核中Wnt 靶基因的激活[11，12]。當Wnt不存在時，β-catenin 主要定位于細胞膜連接處，與上皮型鈣黏附蛋白（E-cadherin）和a-catenin 結合形成復合體，維持同類細胞間的粘附，調節細胞骨架，從而防止其轉移；另外，有極少部分會進入胞漿，被Axin 募集的糖原合成酶激酶-3（GSK3β）、酪蛋白激酶Ⅰ（CK1）、腺瘤性結腸息肉蛋白（APC）、蛋白YAP/TAZ 和E3 泛素化酶（β-TrCP）形成的蛋白酶體磷酸化降解，從而避免細胞核上β-catenin 靶基因的激活。其中，Axin 作為降解體的支架蛋白，APC 強化β-catenin 與各降解復合體之間的親和性，CK1 磷酸化β-catenin 的Ser45 殘基，GSK3β 磷酸化βcatenin 的Ser33、Ser37 和Thr41 殘基，YAP/TAZ 則負責募集β-TrCP 識別磷酸化的Ser/Thr 殘基，加強β-catenin 的泛素化過程，最終被徹底降解。當Wnt存在時，Wnt 與Fz、LRP5/6 形成復合體，Fz 對Dvl 及被CK1 磷酸化的LRP5/6 進行募集，然后共同結合Axin 和GSK3β，使β-catenin 破壞復合物無法形成，從而使β-catenin 集中累積在胞漿和胞核，胞漿因子FOXM1 與β-catenin 結合，促進β-catenin 入核結合轉錄因子家族[13]，在共激活因子CREPT、FHL2、YGO、CBP/p300 和染色體修補因子Brg-1 的相互作用下，引起不同靶向基因的表達，從而調節細胞間黏附、極性、周期、增殖及凋亡等多方面作用，最終導致腫瘤的發生[14]。

2 Wnt/β-catenin 信號通路與宮頸癌發生發展的關系

2.1 Wnt/β-catenin 與HR-HPV 感染 HPV 有α、β、μ 和γ 等屬，類別有屬內類型和氨基酸同一性兩種，其中α-HPV 的研究較多，常引起粘膜和皮膚疾病，根據感染結果又將α 屬分為低危型和高危型，前者引起良性乳頭狀瘤，后者可發展為癌。高風險α-HPV 的常見類型有第9 類的HPV16 和第7 類的HPV18，其癌蛋白E6 和E7 是人宮頸癌衍生細胞系中始終表達且僅有的兩種高風險α-HPV 基因，HPV 表達的癌蛋白E6 誘導腫瘤抑制蛋白p53 的降解，與p16、原癌基因（MDM2）和半乳糖凝集素-3（gal-3）的變化呈負相關；E7 使視網膜母細胞瘤蛋白（pRb）失活，將分化細胞保留在DNA 合成狀態。對于有些病毒來說，在未分化細胞中維持病毒的基因組也需要E7[15，16]。研究表明，HR-HPV 持續感染是導致宮頸癌前病變、宮頸癌發生最主要的原因，99.8%的宮頸癌患者存在HPV 感染[17]。石麗萍等[18]研究宮頸組織Wnt/β-catenin 通路蛋白表達時發現，患者Wnt/β-catenin 途徑蛋白Sox-2、β-catenin、Wnt-1 和Wnt-3a 的表達量在高中低危HPV 組均較高，高危16 型HPV 組表達最高，說明HR-HPV感染致組織細胞癌變涉及Wnt/β-catenin 通路的活化。Rampias T 等[19]通過逆轉錄聚合酶鏈反應（RTPCR）對靶向抑制基因E6 和E7 實驗前后表達量進行了比較，結果發現β-catenin 的mRNA 轉錄量不發生變化，推測HPV 激活Wnt 途徑是通過影響βcatenin 的表達位置而不是表達量。Ma C 等[20]研究表明，HPV16 E6/E7 能上調GSK3β 基因的轉錄，并在GSK3β mRNA 的穩定性和翻譯過程中扮演重要角色，調控宮頸癌的發生。HR-HPV 型宮頸癌中E6、E7 基因的表達會使E-cadherin 表達下調，P-鈣粘蛋白表達上調，同時β-catenin 核表達上調，表明經典的Wnt/β-catenin 信號通路的活化與鈣粘蛋白轉換相關，從而影響宮頸癌的病情進展和轉移過程[21]；HPV16 E6/E7 基因也可同時調節HPV-16 陽性宮頸癌患者體內的miR-34a 和WNT1 的表達，進而調控Wnt/β-catenin 信號通路，調節E-P 鈣粘蛋白轉換，影響宮頸癌的發生和發展[22]；當HPV E6/E7 基因被干擾后上皮性標志物E-cadherin 表達上升，間質性標志物N-cadherin 表達下降，發生了上皮-間質轉化（EMT），提示宮頸癌的發生存在EMT 過程；同時，該通路中的Wnt1 和β-catenin 分子明顯降低，進一步證明宮頸癌中HPVE6/E7 基因可通過激活Wnt/β-catenin 信號通路誘導宮頸細胞的EMT 過程，加劇癌變[23]。

2.2 Wnt/β-catenin 通路與其他通路相互作用促進宮頸癌的發生 宮頸癌中除Wnt/β-catenin 通路調控細胞的生長和增殖外，還受其他途徑的調節，已報道TGF-β/smad4、Hedgehog、MAPK、Notch、NF-κB 以及腫瘤微環境等均與其相關。鄧齊[24]對HPV E6/E7 基因轉染人宮頸鱗狀上皮細胞進行研究，結果發現基因TGF-β1、Wnt-1 的表達明顯增高，而smad4 和βcatenin 表達則明顯下降，既減少細胞間連接、又增加癌細胞的侵襲及轉移能力，提示HPV16 E6/E7 基因可能通過Wnt/β-catenin 和TGF-β/smad4 信號通路共同參與宮頸上皮細胞發生EMT，間接促進癌癥的演變。

癌癥發生過程中存在Wnt/β-catenin 與Hedgehog/Gli 兩條通路的交互現象，兩者有相同的靶向調節分子SMO、KRAS、CKα、GSK3β、p53、PTEN，能聯合抑制β-catenin 上游分子SFRP、APC 和Axin 以及下游調節分子COX-2，還具有潛在的介導凋亡的靶標BRAF 和抑制DNA 損傷和細胞死亡的Gli1。宮頸癌也不例外，張甦等[25]研究表明，Hedgehog 和Wnt信號通路的交互作用是通過SFRP-1 起作用，當Hedgehog-Gli 信號通路在癌前狀態下被激活，與Wnt 聯系的關鍵分子SFRP-1 表達上調，此時Wnt信號呈封閉狀態；當發展到癌時，Hedgehog 通路受抑制，SFRP-1 表達下調，Wnt 通路即開放。MAPK 通路則是通過 AKT/FOXO3a/FOXM1 途徑調節FOXM1，FOXM1 具有結合β-catenin 的作用，能促進β-catenin 入核參與其轉錄過程；當MAPK 通路激活后P13K/AKT 即失活，減弱對FOXO3a 的抑制，增多的FOXO3a 進一步減少FOXM1 的表達，隨之β-catenin 的結合減少，進而抑制Wnt/β-catenin 通路[26]。Kwan HT 等[27]研究證明，MAPK 激活劑DVL3顯著上調與宮頸癌中β-catenin 和CyclinD1 表達的升高顯著相關，說明DVL3 介導了Wnt/β-catenin 活化參與宮頸癌的發生。Li Z 等[28]研究宮頸鱗癌中沉默HPV16 E6/E7 基因是否抑制小鼠移植瘤生長的實驗表明，E6/E7 可能是通過下調Notch 信號通路的主要基因Notch1、Jagged1、PI3K、p-AKT、NF-κB起作用，Wnt/β-catenin 與Notch 靶向因子p21 緊密聯系，能負向調節β-catenin 的表達，抑制宮頸癌的進展。而Wnt/β-catenin 和NF-κB 通路共同調節EMT 促進宮頸癌細胞轉移[29]。另外，Li H 等[30]探討E6/E7 與腫瘤微環境中細胞外基質蛋白（ECM）的關系時表明，腫瘤的生長和轉移不僅取決于癌細胞本身，還取決于癌細胞與其微環境之間的相互作用。CTHRC1 是一種基質蛋白，宮頸癌中E6/E7 以E6/E7-p53-POU2F1（POU2 同源框1）軸調節其表達，進而能激活非經典通路Wnt/PCP，促進宮頸癌細胞的侵襲和轉移，預示其可能成為宮頸癌侵襲轉移干預的靶點。

2.3 Wnt/β-catenin 通路與宮頸癌的治療和預防 Wnt/β-catenin 途徑是宮頸癌治療的重要靶點，對該途徑靶基因的干預調整將是宮頸癌治療的有效途徑。研究表明，硝普鈉可抑制β-catenin 及其下游效應因子E-cadherin、C-Myc、CD44、VEGF 和細胞周期蛋白CDK 的表達，介導細胞周期停滯及誘導凋亡[31]；XAV-939 抑制劑聯合常規治療可作為一種潛在的治療選擇，用于治療核仁與紡錘體相關蛋白1（NUSAP1）誘導的宮頸癌干細胞表型改變以及轉移[32]；替加環素是通過減少β-catenin 的表達增加Axin 1 的水平，間接抑制宮頸癌發生[33]；β-欖香烯可通過減弱宮頸癌細胞中的Wnt/β-catenin 信號通路，抑制細胞增殖和侵襲，并誘導細胞凋亡[34]。在原發性宮頸癌細胞中，卡莫氟（HCFU）處理細胞后Cyclin D1，MMP2 和MMP9 的表達下調，E-Cadherin 表達上調；此外，HCFU 下調核內β-catenin，C-Myc 和TCF-1 的表達，但對HeLa 細胞和原發性宮頸癌胞質內βcatenin 表達無顯著影響[35]。Zhang P 等[36]研究發現，Wnt/β-catenin 信號通路參與三氧化二砷誘導的HeLa 細胞凋亡；Dai B 等[37]研究發現，新合成的化合物HMQ-T-F2 能顯著降低癌細胞的生長，尤其對HaLa 細胞的抑制作用更強，不僅降低β-catenin 的蛋白質表達水平，而且顯著抑制β-catenin 的核易位，降低其mRNA 水平，表明β-catenin 是HMQ-TF2 的關鍵靶標，為宮頸癌的靶向治療增添了新希望。另外，宮頸癌激活Wnt/β-catenin 途徑的啟動子之一G 蛋白偶聯受體5（LGR5），可促進宮頸腫瘤干細胞（CSC）的性狀改變，在致癌過程中發揮著重要作用，已成為臨床治療的靶標之一[38]。針對宮頸癌的高發病率和高致死率，大量研究報道Wnt/β-catenin信號通路的各種新型抑制劑，如AP-2β、分泌的卷曲相關蛋白（SFRP）、DAX1、Wnt 抑制因子-1（WIF1）、分化誘導因子-1（DIF-1）和Wnt 抑制劑（Kloth）等，其中AP-2β 的作用是與β-TrCP 結合后促進內源性β-catenin 降解[39]，達到治療宮頸癌的目的。SFRP 啟動子區甲基化現象與宮頸癌的發生相關，SFRP 基因的表觀遺傳學沉默導致Wnt 通路的致癌活化，啟動EMT 程序促進宮頸癌的發展，恢復功能的SFRP5 則能抑制Wnt/β-catenin 下游基因的表達，抑制宮頸腫瘤的發生，可用于未來宮頸腫瘤的分子篩選[40]。DAX1 能抑制GSK3β，APC 和Axin 多蛋白復合物的活化，通過轉錄抑制GSK3β 的表達來促進β-catenin 的核易位[41]。WIF1 是一種結合Wnt并拮抗Wnt 活性的分泌蛋白，調節特異性抗凋亡和凋亡蛋白的表達，顯著誘導體內癌細胞的凋亡，是子宮頸鱗狀細胞癌的表觀遺傳沉默靶標[42]。另外，DIF-1 還抑制HeLa 異種移植瘤中的β-catenin、TCF7L2和CDK 的表達，且體內外作用一致，證明該化合物具有對抗宮頸腫瘤的潛力[43]。同時，Wnt/β-catenin信號傳導的關鍵調節蛋白激酶4（RIPK4），被敲除后會抑制宮頸癌細胞MMP2 的表達，減弱細胞遷移和侵襲的能力，在宮頸鱗狀細胞癌治療中具有潛在臨床意義和生物學功能[44]。Snail 超家族成員Slug 的表達是EMT 啟動的必要條件，可以通過上調Akt1/p-Akt1 的p21/p27 或下調cyclin D1 抑制宮頸癌細胞的增殖和腫瘤形成[45]。Pin1 調節β-catenin 與APC之間的相互作用進而調節宮頸癌細胞中Wnt/βcatenin 通路的活化，Pin1 和β-catenin 與腫瘤變量的顯著關聯揭示了相關蛋白在宮頸癌治療中的臨床應用[46]。其他DEK、EZH2 和SOX14 的沉默使宮頸癌細胞致瘤性受損，其中DEK 是通過DEK/p-Ser9-GSK-3β/p-Tyr216-GSK-3β/β-catenin 發揮作用，揭示DEK 在腫瘤發生和轉移中的功能，并為宮頸癌患者的DEK 靶向治療提供依據。

預后判斷因子P38 激酶和HSP70-2 評估腫瘤的入侵和患者的存活率不甚理想，目前還沒有一個能正確預測宮頸癌前期浸潤的生物學指標。但Wang J 等[47]研究發現，蛋白TBLR1 的表達與宮頸癌的臨床分期、生存時間和復發具有顯著的關聯，且是β-catenin 介導侵襲的一個必不可少因子，表明TBLR 是一個新的盆腔淋巴結轉移與復發的預測因子。Xu R 等[48]首次發現TRIM29 的mRNA 和蛋白在宮頸癌早期表達上調，免疫組化結果也顯示上調的TRIM29 與盆腔淋巴結轉移、早期FIGO 階段和術后復發相關，總的存活率和無病存活期較對照組相比更短，提示TRIM29 是一個獨立的預后因子；而TRIM29 敲除后宮頸癌細胞HeLa 和SiHa 的增殖、克隆、轉移和入侵均被抑制，同時N-cadherin、CMyc 和β-Catenin 的表達也被抑制，而E-cadherin和GSK-3β 蛋白的表達卻上調，表明TRIM29 通過激活Wnt/β-catenin 信號促進腫瘤發生發展，在宮頸癌早期過表達的它可能是一個潛在的預后標志物和治療靶點。胃蛋白酶-1（flotillin-1）表達譜顯示，其不僅可作為骨盆淋巴結轉移的新型預測因子，還可作為新生兒早期宮頸癌患者的危險因素[49]。Wei H 等[50]研究表明，較低的miR-638 表達與晚期FIGO 分期、淋巴結轉移和血管侵入顯著相關，miR-638 低表達的宮頸癌患者總體存活率和無進展存活率顯著降低；體外實驗顯示，miR-638 高表達可抑制HeLa 細胞的遷移和侵襲，抑制Wnt/β-catenin 信號通路的激活。因此，miR-638 可能是人宮頸癌的一個治療靶點和潛在的預后因素。此外，長鏈非編碼RNA 腫瘤易感候選基因11（CASC11），不僅在胃癌、肝癌和直腸癌中表達，在宮頸癌中也發現了CASC11 的高表達，研究表明[51]，CASC11 可通過Wnt/β-catenin 信號通路表達，且表達程度與宮頸癌細胞的增殖、遷移和侵襲呈負相關，此研究為預防宮頸癌的發生提供了一個新的方向。

3 總結

宮頸癌的發生是一個漸變的過程，在中國的發病率位居女性生殖系統惡性腫瘤之首，宮頸癌患者幾乎都存在HPV 感染，且與Wnt/β-Catenin 信號通路密切相關。近年來，隨著Wnt 信號通路為靶點的腫瘤基因療法的廣泛開展，基于Wnt/β-Catenin 信號與宮頸癌關系的研究也備受關注。阻斷Wnt/β-Catenin 信號通路的某些因子成為宮頸癌靶向治療的新靶點，這是繼HPV 疫苗后的又一項具有開拓性意義的宮頸癌治療策略。