付翠群，沈國棟，沈干，胡世蓮

(1.安徽醫(yī)科大學(xué)附屬省立醫(yī)院、安徽省立醫(yī)院老年病科，合肥 230001；2.腫瘤免疫與營養(yǎng)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(jìn)展

付翠群1,2，沈國棟1,2，沈干1,2，胡世蓮1,2

(1.安徽醫(yī)科大學(xué)附屬省立醫(yī)院、安徽省立醫(yī)院老年病科，合肥 230001；2.腫瘤免疫與營養(yǎng)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(fā)生和發(fā)展產(chǎn)生重要的影響[1]。這是由于Wnt/β-catenin在生物進(jìn)化和多種生物功能的調(diào)節(jié)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(fā)展有重要的作用，而且其異常激活的過程很復(fù)雜，不同的物質(zhì)對其激活的途徑不同，即使相同的物質(zhì)在環(huán)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(fā)展

1.1與β-catenin/TCF4復(fù)合物相互作用

1.1.1與β-catenin/TCF4形成新的復(fù)合物多種物質(zhì)通過與β-catenin/TCF4結(jié)合形成新的復(fù)合物來調(diào)節(jié)Wnt通路的活性，對胃腸道腫瘤的形成和發(fā)展產(chǎn)生調(diào)控作用。在結(jié)腸癌中TCF家族成員TCF3通過阻礙 MYC’3 WRE與TCF4/β-catenin復(fù)合物結(jié)合抑制MYC的表達(dá)。當(dāng)用shRNAs干擾TCF3使其減少時MYC’3 WRE更容易與TCF4/β-catenin復(fù)合物結(jié)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(fù)合物相互交換激活MYC的表達(dá)，并且原癌基因MYC的表達(dá)促使腫瘤發(fā)生和發(fā)展[3]。

研究證明LHX 基因在多種生長發(fā)育過程中有著重要的作用。經(jīng)QRT-PCR和免疫組織化學(xué)實驗證實與健康對照組相比在結(jié)直腸癌患者的腫瘤組織中LHXs基因是上調(diào)的。在結(jié)直腸癌中LHX4的表達(dá)與調(diào)高的β-catenin水平相關(guān)聯(lián)，β-catenin發(fā)揮功能依賴其致瘤作用。LHX4還促進(jìn)TCF4與β-catenin結(jié)合并形成穩(wěn)定的LHX4/TCF4/β-catenin復(fù)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(fù)合物有些物質(zhì)不與β-catenin/TCF4形成新的復(fù)合物，而是直接或間接與其相互作用來調(diào)節(jié)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(diào)節(jié)Wnt信號通路活性，而不與之形成復(fù)合物。

TRIB2通過降低TCF4和β-catenin的穩(wěn)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(guān)聯(lián)來降低TCF4/β-catenin復(fù)合物的表達(dá)。在TRIB2 蛋白內(nèi)如果E3連接酶的綁定區(qū)域缺失可減少TCF4/β-catenin的泛素化，增加β-catenin在核內(nèi)的積聚，導(dǎo)致腫瘤形成[5]。

在胃癌細(xì)胞株SGC-7901中研究ZNRF3與腫瘤細(xì)胞增殖和凋亡之間的關(guān)系，將SGC7901細(xì)胞株通過轉(zhuǎn)染法高表達(dá)ZNRF3，用細(xì)胞計數(shù)法證實高表達(dá)ZNRF3 可誘導(dǎo)細(xì)胞凋亡并抑制細(xì)胞增殖。而ZNRF3過表達(dá)細(xì)胞株與空轉(zhuǎn)對照組相比 β-catenin 和TCF-4 蛋白表達(dá)衰減。進(jìn)而證實ZNRF3可通過影響Wnt/β-catenin/TCF抑制細(xì)胞的生長并促進(jìn)細(xì)胞凋亡抑制胃腺癌的發(fā)展[6]。

當(dāng)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(dá)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(fù)合物破裂，β-catenin 進(jìn)入核內(nèi)與TCF4結(jié)合，導(dǎo)致TCF4蛋白高表達(dá)，進(jìn)而導(dǎo)致腸型胃癌的形成。隨著胃癌的形成，E-cadherin和β-catenin的表達(dá)逐漸減弱，而TCF4的表達(dá)卻逐漸增高。在胃癌患者中幽門螺桿菌感染者在胞質(zhì)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(zhì)可以通過與β-catenin相互作用間接對胃腸道腫瘤的形成和發(fā)展進(jìn)行調(diào)節(jié)，這些物質(zhì)既可以與β-catenin形成正向調(diào)節(jié)作用又可以形成負(fù)向調(diào)節(jié)作用。

1.2.1正向調(diào)節(jié)作用HMGA1(high mobility group A1)和KDM4B都有正向調(diào)節(jié)β-catenin進(jìn)而異常激活Wnt信號通路，促進(jìn)腫瘤的形成與發(fā)展的作用。有學(xué)者證實在結(jié)直腸癌細(xì)胞株中HMGA1有誘導(dǎo)細(xì)胞增殖的功能，并通過與β-catenin相互作用正向調(diào)節(jié)Wnt信號通路，促進(jìn)β-catenin-TCF4復(fù)合物的形成[7]。在結(jié)直腸癌中組蛋白去甲基酶KDM4B的量是上調(diào)的，并且HT-29細(xì)胞株的高效無性生長需要KDM4B[8]。體內(nèi)體外試驗證實KDM4B和β-catenin形成復(fù)合物，這可能與KDM4B的第353-740位核心氨基酸有關(guān)，KDM4B 的過表達(dá)促進(jìn)β-catenin轉(zhuǎn)錄導(dǎo)致腫瘤形成[9]。

1.2.2負(fù)向調(diào)節(jié)作用β-catenin,cMyc,和ITF2在人結(jié)腸癌中的含量與正常對照相比較明顯增多。在人結(jié)直腸癌中ITF2對β-catenin-TCF4復(fù)合物及其靶基因的表達(dá)都有負(fù)向調(diào)節(jié)的作用。ITF2通過與TCF4競爭性結(jié)合 β-catenin來抑制 β-catenin-TCF4復(fù)合物的形成。人結(jié)直腸癌細(xì)胞株中穩(wěn)轉(zhuǎn)入ITF2基因并表達(dá)可降低其在小鼠體內(nèi)的增殖和成瘤能力，而用 shRNA敲低ITF2則可促進(jìn)腫瘤在小鼠體內(nèi)的生長?；蚋患瘜嶒炓沧C實ITF2量與β-catenin-TCF4復(fù)合物的活性之間存在負(fù)相關(guān)性[10]。

1.2.3與β-catenin形成新的復(fù)合物除了正負(fù)向調(diào)節(jié)外，還可以通過與TCF4競爭性結(jié)合阻礙β-catenin-TCF4復(fù)合物的形成來調(diào)節(jié)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(xì)胞株和原位癌中低表達(dá)。體內(nèi)體外實驗證實，使低表達(dá)SOX10的腫瘤細(xì)胞株高表達(dá)SOX10可抑制細(xì)胞增殖、腫瘤形成。SOX10有與TCF4競爭性結(jié)合β-catenin，阻礙β-catenin-TCF4復(fù)合物的形成從而抑制下游靶基因轉(zhuǎn)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(diào)節(jié)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(fù)合物和β-catenin相互作用，但是能和TCF4相互作用來調(diào)節(jié)Wnt信號通路活性。

在結(jié)腸癌中CtBP的過表達(dá)是非常明顯的，并且在結(jié)腸癌干細(xì)胞中TCF4也是上調(diào)的。因此有人提出假設(shè)CtBP正向調(diào)節(jié)TCF4導(dǎo)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(zhuǎn)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(qiáng)。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(zhuǎn)錄和蛋白質(zhì)合成[12]。

在DNA脫甲基篩選中，發(fā)現(xiàn)TDG可以使Wnt信號上調(diào)。在Wnt通路中TDG與轉(zhuǎn)錄因子TCF4相互作用共同激活CREB結(jié)合蛋白/p300。體內(nèi)外實驗證實用shRNAs 敲低TDG可抑制結(jié)直腸癌細(xì)胞株的增殖。在結(jié)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(diào)節(jié)腫瘤的形成與發(fā)展

在胃腸道腫瘤的形成與發(fā)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(jìn)行調(diào)控，從而對胃腸道腫瘤的形成和發(fā)展產(chǎn)生影響。

有學(xué)者發(fā)現(xiàn)一些中草藥通過調(diào)節(jié)Wnt下游靶基因可以對腫瘤的形成與發(fā)展進(jìn)行調(diào)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(zhuǎn)錄表達(dá)及其下游靶基因的表達(dá)[14]。

3胃腸道腫瘤的靶向治療

由于胃腸道腫瘤多發(fā)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(yuǎn)比傳統(tǒng)方法明顯[15]。上文我們提到了多種調(diào)節(jié)Wnt信號通路的途徑和物質(zhì)，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(yù)治療的新靶點，WISP3 有可能成為很好的胃癌預(yù)后指標(biāo)和干預(yù)胃癌生長和轉(zhuǎn)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(lián)合用于治療結(jié)直腸癌可產(chǎn)生協(xié)同效應(yīng)；蕃薯葉中的CQA有抑制TCF4轉(zhuǎn)錄表達(dá)和β-catenin/TCF-4復(fù)合物的轉(zhuǎn)錄活性進(jìn)而抑制Wnt信號通路，因此，蕃薯葉可以做為預(yù)防結(jié)直腸癌的保健食品；1,25-D3促進(jìn)細(xì)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(dá)量而抑制Wnt信號通路的活性，這在防治結(jié)直腸腫瘤發(fā)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(biāo)記物和預(yù)后評價作用

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

有學(xué)者證實GPR48 既可以用作結(jié)直腸癌患者評估預(yù)后的生物標(biāo)記物又可作為可切除結(jié)直腸癌靶向治療的靶點，其原理是在結(jié)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(dá)，促進(jìn)腫瘤的形成和發(fā)展[18]。我們可以通過對GPR48進(jìn)行干預(yù)來治療腫瘤，并且通過檢測FPR48的水平了解患者的預(yù)后情況。其他的如WISP3可作為胃癌不良預(yù)后的指標(biāo)[19]，TCF4可作為腫瘤對新輔助化療的反應(yīng)及患者不良預(yù)后的良好預(yù)測指標(biāo)[20]，thymine DNA glycosylase(TDG)可能成為結(jié)直腸癌潛在生物標(biāo)志物等。

5結(jié)論

Wnt信號通路在胃腸道腫瘤的形成和發(fā)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(fā)展，使其激活的方法、途徑和物質(zhì)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(zhì)，這些可能都與腫瘤的形成和發(fā)展有著密切的聯(lián)系。在這過程中，發(fā)現(xiàn)了一些可能成為胃腸道腫瘤靶向干預(yù)治療的新靶點和潛在的靶向治療藥物，及一些生物標(biāo)記物和腫瘤預(yù)后評價指標(biāo)。然而，這些結(jié)果大多局限于科學(xué)研究中，真正在臨床應(yīng)用的卻很少，如果能夠?qū)⑦@些成果應(yīng)用于臨床將對胃腸道腫瘤的預(yù)防、診斷和治療等帶來質(zhì)的飛躍。因此，將這些研究成果早日應(yīng)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(xué)基金面上項目(1408085MH167)；安徽省科技攻關(guān)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(yī)師，教授，博士生導(dǎo)師，E-mail: hushilian@126.com

中圖分類號:R735

文獻(xiàn)標(biāo)識碼:A

DOI:10.3969/J.issn.1672-6790.2016.02.004

(收稿日期：2015-11-10)

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