基于Wnt/β-catenin 信號通路的中藥干預結(jié)直腸癌的研究進展

楊彬彬 崔 寧 張亞楠 趙文曉 王世軍

1.山東中醫(yī)藥大學健康學院，山東濟南 250355；2.山東中醫(yī)藥大學中醫(yī)學院，山東濟南 250355；3.山東中醫(yī)藥大學護理學院，山東濟南 250355

作為全球范圍內(nèi)第三大常見癌癥和女性群體第二大常見癌癥，結(jié)直腸癌已經(jīng)成為全球重要的公共衛(wèi)生問題，嚴重影響患者的生命和生存質(zhì)量[1]。近年來，隨著對結(jié)直腸癌發(fā)病分子機制的深入研究，多條與結(jié)直腸癌發(fā)生發(fā)展相關(guān)的通路逐漸被發(fā)現(xiàn)和認知，如PI3K/Akt 信號通路[2]、ERK/MAPK 信號通路[3]、p53 信號通路[4]、Notch 信號通路和Wnt/β-catenin 信號通路[5]等，其中Wnt/β-catenin 信號通路與結(jié)腸癌發(fā)生發(fā)展的密切相關(guān)性得到了廣泛關(guān)注，約90%結(jié)直腸癌的發(fā)生與Wnt 信號通路的異常激活有關(guān)[6]。

1 Wnt/β-catenin 信號通路

Wnt 基因是同源基因Int 與Wingless的合稱，其編碼表達的Wnt 蛋白家族包括19 種Wnt 分泌型糖蛋白成員[7]，是一組信號轉(zhuǎn)導級聯(lián)反應(yīng)的組成部分，稱為Wnt 信號通路。Wnt 信號通路由功能蛋白、酶、轉(zhuǎn)錄調(diào)控因子等部分組成，Wnt 配體通過與卷曲蛋白（Frizzled，F(xiàn)ZD）家族的細胞表面受體的相互作用來啟動這一途徑[8]。除細胞外的Wnt 配體相關(guān)蛋白和細胞膜表面的受體FZD 外，Wnt 信號通路還包括結(jié)腸腺瘤性息肉病（adeanmatous polyposis coli，APC）蛋白、Axis 抑制蛋白（Axis inhibition protein，Axin）、低密度脂蛋白相關(guān)受體蛋白5（low-density lipoprotein receptorrelated protein 5，LRP5）、LRP6、松散蛋白（dishevelled，Dsh），糖原合成酶激酶3（glucogen synthase kinase 3，GSK3）、酪蛋白激酶1（casein kinase 1，CK1），T 細胞因子（T cell factor，TCF）/細胞核內(nèi)的淋巴樣增強因子（lymphoid enhance factor，LEF）等。其中，β-catenin 是Wnt 信號通路的關(guān)鍵組成部分，其對維持細胞間黏附、臨近組織的形態(tài)結(jié)構(gòu)起重要作用[9]。

Wnt 途徑包括經(jīng)典途徑（Wnt/β-catenin）和非經(jīng)典途徑（Wnt/PCP、Wnt/Ca2+）[10]。Wnt/β-catenin 信號通路在胚胎發(fā)育過程中并不活躍。當其未被激活時，CK1和GSK-3 使得β-catenin 一級結(jié)構(gòu)上的絲氨酸、蘇氨酸磷酸化，進而啟動β-catenin 蛋白的降解過程，降解細胞質(zhì)中的β-catenin 而維持其含量正常[8]。而當Wnt/β-catenin 通路被激活時，Wnt 配體相關(guān)蛋白與LRP5、LRP6 結(jié)合，使Dsh 磷酸化，磷酸化的Dsh 與Axin 結(jié)合，抑制GSK-3的激活，β-catenin 磷酸化無法完成，細胞質(zhì)中未被降解、游離的β-catenin 蛋白含量增多，過量的β-catenin 被TCF-4 轉(zhuǎn)錄因子攜帶進入細胞核，與核內(nèi)轉(zhuǎn)錄因子TCF/LEF 相互作用，啟動Wnt 通路下游靶基因的轉(zhuǎn)錄及相關(guān)蛋白的表達[11-12]，引起細胞增殖失控、黏附力下降、血管新生，生成各類炎癥介質(zhì)和纖維化因子誘導疾病發(fā)生，導致腫瘤細胞的惡性增殖、侵襲轉(zhuǎn)移[13-14]。該通路的激活與多種慢性腎臟病、癌癥、骨質(zhì)疏松、退行性疾病等相關(guān)[15]。因此，結(jié)直腸癌的發(fā)生發(fā)展與Wnt 信號通路參與調(diào)節(jié)細胞凋亡、增殖和分化等生命活動有關(guān)。

2 中醫(yī)藥治療結(jié)直腸癌與Wnt 通路

中醫(yī)藥基于“整體合參”“辨證論治”的理論發(fā)揮其“安全低毒”“固本扶正祛邪”等特點逐漸展現(xiàn)出治療優(yōu)勢，發(fā)揮重要的作用。基于Wnt/β-catenin 參與結(jié)直腸腫瘤發(fā)生發(fā)展的大量研究以及中醫(yī)藥治療特色優(yōu)勢，關(guān)于兩者之間的關(guān)系研究也取得了諸多成果，中醫(yī)藥在抗腫瘤治療方面表現(xiàn)出的優(yōu)異臨床效果是否通過調(diào)節(jié)Wnt 通路來實現(xiàn)的？Wnt 通路的變化是否能夠反證中醫(yī)藥治療的效果？本文從中藥單體、復方對該通路的干預作用進行梳理。

2.1 中藥單體靶向干預Wnt 通路

眾所周知，中藥中的一些有效單體成分具有抑制腫瘤的作用，基于Wnt 通路與結(jié)腸腫瘤發(fā)生發(fā)展的關(guān)系[16-17]，許多研究試圖通過檢測Wnt 通路靶蛋白表達水平的變化來揭示這些有效成分抗腫瘤的分子機制。

在細胞核內(nèi)β-catenin 表達上調(diào)是結(jié)直腸癌預后不良的獨立因素之一，也是Wnt 通路被激活的標志[16]，當Wnt 信號異常激活時，β-catenin 在細胞質(zhì)中聚積并被TCF-4 攜帶入核是啟動Wnt 通路下游靶基因Cyclin-D1、CD44、c-Myc 等表達的關(guān)鍵步驟[11-12]，由此導致結(jié)直腸癌的發(fā)生發(fā)展。“養(yǎng)陰圣品”石斛的提取物毛蘭素有抑制腫瘤細胞增殖、促進凋亡、防止轉(zhuǎn)移的作用。孫一涵[18]研究毛蘭素對結(jié)腸癌細胞的干預機制，發(fā)現(xiàn)毛蘭素對結(jié)直腸癌細胞β-catenin 入核具有明顯的阻滯作用并能降低β-catenin/TCF的轉(zhuǎn)錄活性，增強β-catenin的熱穩(wěn)定性，顯著降低下游靶點C-Myc、Cyclin D1 表達，表明毛蘭素對結(jié)直腸癌細胞增殖的抑制作用可能是通過阻斷Wnt/β-catenin 信號通路實現(xiàn)的；菝葜皂苷[19]、白藜蘆醇[20]和青蒿琥酯[21]也有相似作用，說明中藥單體成分通過降低β-catenin表達、阻止其與TCF-4 結(jié)合來抑制抗腫瘤細胞增殖。這些研究為結(jié)直腸惡性腫瘤提供了全新的研究靶點與輔助治療思路。

也有研究關(guān)注中藥單體對Wnt 信號通路負向調(diào)節(jié)因子表達水平的作用，黃芩苷可顯著增加結(jié)腸癌細胞中Wnt 信號通路的關(guān)鍵負調(diào)節(jié)因子—DKK1 表達水平，表明黃芩苷通過激活結(jié)腸癌細胞中DKK1 來抑制Wnt 信號通路，從而抑制結(jié)腸癌細胞增殖并誘導細胞凋亡[22]。

血管新生是腫瘤侵襲和轉(zhuǎn)移的必要條件[23-24]，因此，阻礙結(jié)腸癌供血血管或新生血管形成是結(jié)腸癌治療的重要途徑[25]。腸道腫瘤形成過程中血管內(nèi)皮生長因子（vascular endothelial growth factor，VEGF）受體水平被Wnt/β-catenin 通路中的轉(zhuǎn)錄因子上調(diào)，VEGF和β-catenin 表達呈正相關(guān)。β-catenin的結(jié)合位點在VEGF 啟動子區(qū)，轉(zhuǎn)染β-catenin 后，VEGF 表達上調(diào)。金劍等[26]探討了大黃素對結(jié)腸癌細胞血管生成的抑制及其作用機制，研究結(jié)果發(fā)現(xiàn)大黃素能夠有效抑制裸鼠人結(jié)腸癌微血管的形成，可使裸鼠人結(jié)腸癌植瘤組織β-catenin 表達下調(diào)，同時下調(diào)促血管生成因子VEGF 等的表達，可能是大黃素抗腫瘤細胞增殖的作用機制。劉宣等[27]研究發(fā)現(xiàn)，丹參酮ⅡA 可抑制Wnt/β-catenin 通路異常激活，其通過COX-2 途徑下調(diào)β-catenin 表達，下調(diào)VEGF 轉(zhuǎn)錄表達，這可能是丹參酮ⅡA 抗大腸癌血管新生的作用機制之一。

2.2 中藥復方與Wnt 通路

祖國醫(yī)學中大腸癌屬于“積聚”“腸風”等范疇，認為雖然病位在腸，但病本在脾，是脾虛以及濕熱瘀毒聚結(jié)的結(jié)果。中藥復方的選擇多具有健脾、活血化瘀、軟堅散結(jié)、解毒的功效，不同的藥方側(cè)重點不同。中藥復方可通過調(diào)節(jié)Wnt 通路抑制結(jié)腸腫瘤的發(fā)生發(fā)展。

腫瘤的發(fā)生發(fā)展機制復雜，往往是多通路交叉聯(lián)合相互作用的結(jié)果。研究發(fā)現(xiàn)，Notch/Wnt 信號通路協(xié)同調(diào)節(jié)腸道腫瘤的發(fā)生發(fā)展[28]。遲宏罡等[29]建立了結(jié)腸炎相關(guān)結(jié)腸癌小鼠模型，基于Notch/Wnt 信號通路，探討黃芩湯維持腸道上皮細胞穩(wěn)態(tài)、預防炎癥性腸病向結(jié)腸腫瘤進展的機制，研究發(fā)現(xiàn)黃芩湯降低了抑制結(jié)腸癌小鼠結(jié)腸神經(jīng)源性基因Notch 同源蛋白1、DNA 結(jié)合蛋白（Hes-1）、β-catenin和C-myc 蛋白表達水平，表明黃芩湯對癌癥的始動信號Notch/Wnt通路起到綜合的調(diào)節(jié)作用，進而預防炎癥性腸病向結(jié)腸腫瘤進展。

烏梅丸源自《傷寒論·辨厥陰病脈證并治》，能清上熱溫下寒，主要用于治療蛔厥證；張然等[30]在烏梅丸的基礎(chǔ)上加白芍、生黃芪、炒枳殼、木香用于腸癌的治療，并通過實驗證實加味烏梅丸可有效抑制小鼠腫瘤體積、提高體重及存活率，進一步研究發(fā)現(xiàn)加味烏梅丸明顯抑制結(jié)腸癌模型小鼠Wnt、JNK 通路相關(guān)蛋白表達，這被認為是加味烏梅丸抗腫瘤的主要機制之一，對于減輕結(jié)腸癌的病情，延長患者生存時間是非常有意義的臨床探索。

在結(jié)直腸癌的治療中，健脾是常用方法。基質(zhì)金屬蛋白酶7（matrix metalloproteinase-7，MMP-7）是Wnt 通路眾多下游靶基因之一[31]，其在多種惡性腫瘤組織中表達過度，與結(jié)直腸癌關(guān)系尤其密切，導致了腫瘤的侵襲、轉(zhuǎn)移[32-33]。健脾復方和健脾消癌方均能下調(diào)β-catenin 蛋白和MMP-7 水平抑制腸癌的轉(zhuǎn)移復發(fā)[34-36]。其中，蔣益蘭教授應(yīng)用健脾消癌方治療結(jié)直腸癌取得了一定效果，處方由人參、白術(shù)、黃芪、靈芝、茯苓、薏苡仁等構(gòu)成，有健脾益氣、化瘀解毒之功；而健脾復方以黃芪為君，合四君子湯健脾益氣，佐以半夏、天龍、紅藤、藤梨根、生牡蠣等解毒散結(jié)之品，攻補兼施，發(fā)揮健脾益氣、扶正祛邪的功效，同樣在臨床治療結(jié)直腸癌中表現(xiàn)出良好的療效，有效提高了患者的生存質(zhì)量。

同樣發(fā)揮健脾益氣、解毒利濕功效的健脾解毒方能夠抑制腫瘤細胞生長、誘導細胞凋亡、抑制腫瘤微血管密度（microvessel density，MVD）形成和下調(diào)促血管生成因子表達。由于腸道腫瘤形成過程中COX-2/PGE2通路與APC/β-catenin/TCF 通路密切相關(guān)，進一步研究發(fā)現(xiàn)健脾解毒方能夠抑制人腸癌裸鼠皮下移植瘤的生長和MVD 形成，其機制可能是通過調(diào)控COX-2-Wnt/β-catenin 信號通路抑制VEGF 表達有關(guān)[37]。該結(jié)果與丹參酮ⅡA 可能通過COX-2-Wnt/βcatenin 途徑抑制MVD 形成和下調(diào)VEGF 表達結(jié)果一致[27]。

3 結(jié)語

結(jié)腸癌屬中醫(yī)“腸覃”“腸癖”“積聚”范疇，多由憂思郁怒，飲食不當，脾失健運、氣機不暢，毒邪濕熱蘊結(jié)，滯留大腸，凝結(jié)而成。中醫(yī)藥對結(jié)直腸癌表現(xiàn)出卓越的療效，治療中偏重健脾益腎、解毒祛邪的藥物，在聯(lián)合化療治療結(jié)腸癌的過程中，能夠很好地起到減毒增效預防復發(fā)轉(zhuǎn)移的效果。

近年來，許多研究基于中醫(yī)藥的良好療效探討從微觀及分子水平揭示其機制。與結(jié)直腸癌有關(guān)的信號通路研究中，Wnt 信號通路頗受關(guān)注。本文總結(jié)了眾多中藥單體和復方對Wnt 通路的靶向干預，發(fā)現(xiàn)Wnt通路與腫瘤的關(guān)系是較為明確的[38]，而中藥在臨床取得療效的同時對Wnt 通路靶蛋白起到了調(diào)節(jié)作用。眾多中藥對于Wnt 通路的調(diào)控作用已充分說明中藥抗結(jié)腸腫瘤的療效是確定的，這些研究也為臨床上更加科學合理地利用中藥治療結(jié)腸腫瘤提供了客觀依據(jù)和思路，說明祖國醫(yī)學在抗腫瘤治療中是有巨大前景和潛力的。