Wnt/β-catenin通路與消化道腫瘤發(fā)生發(fā)展的關(guān)系

米優(yōu)嘉，原 翔，劉怡文，閆錦陽，耿聰聰，孫 蔚，高社干

Wnt信號通路錯綜復(fù)雜，具有大量已知的配體、受體、共受體和調(diào)節(jié)成分，存在于不同的動物體內(nèi)，參與調(diào)控動物生長發(fā)育的不同階段。近些年的研究表明[1]，Wnt信號通路在多種腫瘤中被異常激活，該通路上不同因子間的相互作用對于腫瘤的增殖和侵襲起到了促進(jìn)或抑制的作用。本文就Wnt/β-catenin信號通路與消化道腫瘤之間關(guān)系的研究現(xiàn)狀作一綜述。

1 Wnt/β-catenin信號通路

Wnt信號通路在進(jìn)化上保守，并且在胚胎發(fā)育、成年組織穩(wěn)態(tài)和再生中起著重要作用[2]。此外，它維持遺傳穩(wěn)定性，對細(xì)胞生長、分化、增殖、運動、凋亡和干細(xì)胞維持等起著重要的作用[3]。Wnt信號的異常與多種疾病有關(guān)，包括胚胎畸形、變性疾病和癌癥[4-7]。Wnt信號通路分為經(jīng)典Wnt途徑與非經(jīng)典Wnt途徑。經(jīng)典途徑涉及β-catenin在細(xì)胞質(zhì)中的積累及其在細(xì)胞核中的位置，并在其中調(diào)節(jié)轉(zhuǎn)錄；而非經(jīng)典途徑包括非經(jīng)典平面細(xì)胞極性途徑和非經(jīng)典Wnt信號/鈣通路，并不直接調(diào)節(jié)β-catenin在細(xì)胞核中的轉(zhuǎn)錄作用[8-9]。

2 Wnt/β-catenin信號通路與消化道腫瘤

Wnt/β-catenin信號通路的異常激活促進(jìn)腫瘤細(xì)胞轉(zhuǎn)化和腫瘤增生，這其中包括許多消化道腫瘤。當(dāng)通路信號發(fā)生改變時，使腫瘤細(xì)胞具有進(jìn)一步的侵襲轉(zhuǎn)移性和對治療的抵抗性[10-11]。

2.1 Wnt/β-catenin通路與食管癌

食管癌是一種常見的消化道惡性腫瘤，我國以食管鱗狀細(xì)胞癌最為常見。由于其具有高侵襲性及高轉(zhuǎn)移性，所以一般預(yù)后較差[12]。Wnt/β-catenin通路是Wnt通路中最為經(jīng)典的信號通路。當(dāng)Wnt/β-catenin通路異常激活時，多種因子可與β-catenin相互作用，使得β-catenin由胞質(zhì)轉(zhuǎn)移至核內(nèi)，競爭性結(jié)合TCF4，抑制TCF4的轉(zhuǎn)錄激活，從而誘導(dǎo)細(xì)胞癌變[13-14]。上皮間質(zhì)轉(zhuǎn)化(The epithelia-mesenchymal transition,EMT)與Wnt/β-catenin通路的異常表達(dá)密切相關(guān)。Qin等[15]研究顯示，下調(diào) β-catenin后，Wnt信號通路的相關(guān)因子發(fā)生改變，推測沉默食管癌中Wnt信號通路β-catenin因子，會使E-cadherin表達(dá)增加，抑制EMT阻礙食管癌細(xì)胞增殖，并進(jìn)一步抑制食管癌細(xì)胞的侵襲與轉(zhuǎn)移。最新研究表明[16]，長非編碼RNA(lncRNAs)促進(jìn)EMT進(jìn)程，在食管鱗癌的多種病理過程中發(fā)揮著重要作用。Tang等[20]通過RT-qPCR檢測食管鱗癌組織和細(xì)胞中TUG1和miR-148a-3p的表達(dá)水平，發(fā)現(xiàn)TUG1 mRNA在食管鱗癌組織細(xì)胞中的表達(dá)明顯上調(diào)，并與miR-148a-3p的表達(dá)呈負(fù)相關(guān)。TUG1基因敲除可抑制食管癌細(xì)胞EC9706和OE19細(xì)胞的增殖、遷移和侵襲，促進(jìn)細(xì)胞凋亡，減緩EMT進(jìn)程。下調(diào)miR-148a-3p可逆轉(zhuǎn)TUG1缺失對食管癌細(xì)胞的正向作用。此外，mcl-1還逆轉(zhuǎn)了TUG1缺失對上述EMT相關(guān)蛋白WNT1、C-myc、cyclin D1和β-catenin表達(dá)的抑制作用。

近年來對于Wnt/β-catenin信號通路上不同因子的機制研究不斷深入。Zhang等[17]研究表明，DCLK1基因的敲除可能通過抑制β-catenin/c-Myc/Wnt通路來調(diào)節(jié)食管鱗癌的增殖、遷移、侵襲和化療敏感性，從而抑制食管鱗癌的發(fā)展。He等[18]發(fā)現(xiàn)，PLCD-1對食管癌TE1和EC18細(xì)胞增殖、侵襲和遷移的抑制作用可能與抑制Wnt/β-catenin信號通路有關(guān)，表明PLCD1在抑制食管鱗癌的發(fā)生發(fā)展中起關(guān)鍵作用。Feng等[19]研究表明，PRDX2在食管鱗狀細(xì)胞癌組織中的表達(dá)顯著增加，并且與ESCC患者的預(yù)后不良有關(guān)。此外，PRDX2的表達(dá)與ESCC的病理分級、浸潤程度及5 a生存時間顯著相關(guān)。體外增殖分析表明，PRDX2基因敲除抑制了ESCC細(xì)胞的生長和克隆形成。Scratch和Transwell實驗表明，敲除PRDX2基因可顯著抑制細(xì)胞的遷移和侵襲。機制研究表明，PRDX2基因敲除導(dǎo)致Wnt/β-catenin和AKT通路失活。環(huán)狀RNA(circRNA)是一類特殊的非編碼RNA分子，是RNA領(lǐng)域研究的熱點之一。Hu等[20]應(yīng)用基因芯片技術(shù)鑒定食管鱗癌及其配對的正常組織中差異表達(dá)的circRNA，探討了特異性差異表達(dá)的circGSK3β在體外和體內(nèi)對腫瘤進(jìn)展的影響，應(yīng)用液滴數(shù)字聚合酶鏈反應(yīng)(ddPCR)檢測食管鱗癌患者、良性病變患者和健康對照者血漿中circGSK3β的檢出率，結(jié)果顯示在食管癌患者中，circGSK3β的表達(dá)上調(diào)與臨床分期和預(yù)后不良呈正相關(guān)，并發(fā)現(xiàn)血漿中circGSK3β的表達(dá)是食管鱗癌和早期食管鱗癌的生物標(biāo)志物。

2.2 Wnt/β-catenin通路與胃癌

近年來Wnt通路與胃癌的關(guān)系已成為人們研究的重點。RACK1已被鑒定為多種細(xì)胞內(nèi)信號轉(zhuǎn)導(dǎo)途徑中的銜接蛋白。因為它參與了細(xì)胞生長和運動的協(xié)調(diào)，所以在某種程度上起到了促癌作用[21-24]。Deng等[25]研究表明，RACK1通過穩(wěn)定β-catenin裂解復(fù)合物負(fù)調(diào)控Wnt信號通路，并在胃癌細(xì)胞中起到抑癌作用。RACK1通過與Axin的相互作用對Wnt /β-catenin信號傳導(dǎo)產(chǎn)生抑制作用，這反過來又會影響GSK3β介導(dǎo)的β-catenin的磷酸化和降解。Wang等[26]通過免疫組化的方法，發(fā)現(xiàn)與癌旁胃組織相比，RACK1在胃癌組織中的表達(dá)明顯降低，并與胃癌的TNM分期、分化程度及有無淋巴結(jié)轉(zhuǎn)移相關(guān)。Zhu等[27]通過細(xì)胞侵襲、Transwell、RT-qPCR等實驗發(fā)現(xiàn)RACK1可能通過限制Wnt /β-catenin途徑抑制胃癌細(xì)胞的EMT，從而抑制細(xì)胞遷移和侵襲，RACK1還可以抑制胃癌細(xì)胞生長。現(xiàn)在越來越多的證據(jù)顯示環(huán)狀RNA(circRNAs)在胃癌中起關(guān)鍵作用。Dai等[28]采用PCR方法檢測胃癌患者外周血中circFGD4的水平，結(jié)果表明circFGD4低表達(dá)與胃癌患者腫瘤分化差、淋巴結(jié)轉(zhuǎn)移及預(yù)后不良有關(guān)，其體內(nèi)抑制GC細(xì)胞的存活、集落形成、遷移、誘導(dǎo)的EMT以及腫瘤的發(fā)生和轉(zhuǎn)移。機制分析表明，circFGD4通過調(diào)節(jié)miR532-3p/APC軸使β-catenin信號失活，從而抑制胃癌細(xì)胞的存活、遷移和上皮轉(zhuǎn)化。Liu等[29]采用在線數(shù)據(jù)庫和免疫組織化學(xué)方法分析BAIAP2L2的表達(dá)，探討了BAIAP2L2在人胃癌中的特異性作用。結(jié)果表明BAIAP2L2在腫瘤組織中高表達(dá)，其表達(dá)與腫瘤直徑、T分期、pTNM分期及淋巴結(jié)轉(zhuǎn)移顯著相關(guān)，BAIAP2L2基因敲除可抑制AKT/mTOR和WNT/β-catenin信號通路相關(guān)蛋白的表達(dá)。BAIAP2L2在胃癌組織中表達(dá)上調(diào)，BAIAP2L2基因的敲除可能通過失活A(yù)KT/mTOR和WNT/β-catenin信號通路來抑制胃癌的增殖和轉(zhuǎn)移。

2.3 Wnt/β-catenin通路與結(jié)直腸癌

Wnt通路信號的異常激活也可導(dǎo)致結(jié)直腸癌的發(fā)生。在細(xì)胞癌變過程中，β-catenin因Wnt信號通路激活從細(xì)胞質(zhì)轉(zhuǎn)移到細(xì)胞核，并與TCF4(T細(xì)胞因子)和LEF-1(淋巴增強因子)的成員結(jié)合，成為轉(zhuǎn)錄的中心介體，TCF4-β-catenin復(fù)合物可能調(diào)節(jié)LEF-1的轉(zhuǎn)錄，并可能導(dǎo)致腫瘤的形成及進(jìn)展[2,30-32]。Kriegl L等[33]應(yīng)用組織芯片技術(shù)對214例大腸癌標(biāo)本進(jìn)行LEF-1、TCF4和核β-catenin的免疫組化檢測。結(jié)果顯示：在單因素分析中，與TCF4相比，LEF-1表達(dá)是陽性預(yù)后因素，與更長的總生存期相關(guān)，是較長總生存期的獨立預(yù)測因子。Wang等[34]研究表明，不同表型的LEF-1對結(jié)直腸癌細(xì)胞株生長的影響也不同，截短型LEF-1(LEF-1-ΔL)在體內(nèi)外過表達(dá)對結(jié)腸癌細(xì)胞株SW480和HT29的生長均有明顯抑制作用，而全長LEF-1-FL(LEF-1-FL)可促進(jìn)HT29細(xì)胞的增殖。LEF-1-ΔL使Wnt信號失活，降低了CXCR4在結(jié)腸細(xì)胞中的表達(dá)，可能導(dǎo)致結(jié)直腸癌遷移、黏附和存活等活性降低。Li等[35]研究指出，結(jié)腸癌中LEF-1異常激活的生物學(xué)結(jié)果與差異啟動子的激活和抑制有關(guān)。β-catenin上不同位點發(fā)生突變也可穩(wěn)定Wnt信號通路，從而導(dǎo)致結(jié)腸癌的發(fā)生。Parker等[36]發(fā)現(xiàn)，攜帶單個突變體等位基因編碼Ser45缺失的β-catenin(β-cat?S45)及APC也可與Wnt受體發(fā)生相互作用，即不存在Ser45的情況下，GSK-3β位點的β-catenin磷酸化和蛋白酶體降解繼續(xù)發(fā)生，從而致癌。

3 結(jié)語

Wnt/β-catenin信號通路與消化道腫瘤發(fā)生發(fā)展有著密切的聯(lián)系，該通路上不同因子的異常激活在消化道腫瘤的侵襲轉(zhuǎn)移中扮演著促進(jìn)或抑制的角色。綜上表明，Wnt/β-catenin信號通路相關(guān)因子可作為消化道腫瘤診斷及預(yù)后指標(biāo)，并可作為治療消化道腫瘤的新靶標(biāo)。雖然相關(guān)研究進(jìn)展較快，但仍有一些亟待解決的問題，比如：Wnt/β-catenin通路異常激活的原因是否與一些外來因素，包括細(xì)菌、病毒等相關(guān)，不同的體內(nèi)環(huán)境是否會對Wnt/β-catenin通路因子的活性產(chǎn)生不同的影響等。總之，Wnt/β-catenin信號通路的相關(guān)作用機制尚未完全闡明，還有待進(jìn)一步研究論證。