丁界先 張 津 陳永剛 王興文 綜述 王栓科 審校

腫瘤的發(fā)生發(fā)展受多種因素調(diào)控，其中異常激活的細(xì)胞信號通路發(fā)揮著至關(guān)重要的作用。Wnt/β-連環(huán)蛋白(Wnt/β-catenin)信號通路參與多種人類腫瘤的發(fā)生，在惡性腫瘤如肺癌、肝癌、結(jié)直腸癌、卵巢癌、前列腺癌、骨肉瘤、腎母細(xì)胞瘤中均發(fā)現(xiàn)有β-catenin的異常表達(dá)或基因突變。Wnt/β-catenin信號通路在腫瘤中的作用機(jī)制已成為近年來的研究熱點(diǎn)。

1 Wnt/β-catenin信號通路

Wnt基因在1982年首次在小鼠乳腺癌中發(fā)現(xiàn)，最初被命名為Int癌基因[1]。隨后的研究證實(shí)，Int基因編碼的蛋白在小鼠胚胎生長和發(fā)育中起重要作用，其作用與果蠅的無翅(Wingless)基因一致。因此，將Wingless與Intl結(jié)合為Wnt基因[2]。在胚胎發(fā)育中，由Wnt基因調(diào)控的信號轉(zhuǎn)導(dǎo)途徑被稱作Wnt通路。Wnt信號通路主要有4條途徑：Wnt/β-catenin傳導(dǎo)途徑、Wnt/Ca2+途徑、Wnt細(xì)胞平面極化途徑和調(diào)節(jié)紡錘體方向、非對稱細(xì)胞分裂的細(xì)胞內(nèi)途徑，目前研究最多的是Wnt/β-catenin傳導(dǎo)途徑(經(jīng)典Wnt信號通路)。經(jīng)典的Wnt信號通路是從胞質(zhì)水平調(diào)節(jié)并激活β-catenin的轉(zhuǎn)錄，在沒有Wnt刺激的情況下，β-catenin與腫瘤抑制因子Axin、APC以及糖原合成酶激酶3(GSK3)、酪蛋白激酶1α(CK1α)形成復(fù)合體，GSK3及CK1α可使β-catenin磷酸化、泛素化，將β-catenin降解。當(dāng)經(jīng)典的Wnt信號激活后，Wnt配體與卷曲同源物(Fz)及低密度脂蛋白受體相關(guān)蛋白5/6(LRP5/6；hereinLRP6)結(jié)合，形成Fz-LRP6復(fù)合體，激活Dv1蛋白與Axin結(jié)合，阻止GSK3與LRP6在胞質(zhì)尾區(qū)的結(jié)合和進(jìn)一步磷酸化，使得胞質(zhì)內(nèi)的β-catenin聚集。當(dāng)達(dá)到一定水平，β-catenin自胞質(zhì)轉(zhuǎn)移至細(xì)胞核中，與核內(nèi)轉(zhuǎn)錄因子TCF/LEF形成復(fù)合體，從而激活一系列Wnt信號靶基因的轉(zhuǎn)錄，包括c-myc、AXIN2、DKK1、cyclin Dl、MMP-7、E-cadherin等。

Wnt/β-catenin信號通路在胚胎發(fā)育干細(xì)胞的全能性細(xì)胞分化及自我更新中扮演著重要的角色[3]。Wnt/β-catenin信號通路在調(diào)控細(xì)胞多能性和細(xì)胞惡變中起關(guān)鍵作用，與腫瘤的增殖、轉(zhuǎn)移等多種生物學(xué)功能密切相關(guān)[4]。此外，有研究證實(shí)Wnt/β-catenin信號通路可能與化療耐藥性有關(guān)[5]。

2 Wnt/β-catenin信號通路在腫瘤中的作用

2.1 Wnt/β-catenin信號通路與骨肉瘤的關(guān)系

一些研究表明，Wnt/β-catenin信號通路與骨細(xì)胞的增殖、分化和凋亡有關(guān)，其影響成骨細(xì)胞、破骨細(xì)胞和軟骨細(xì)胞的活性[6]。研究發(fā)現(xiàn)β-catenin在骨肉瘤組織細(xì)胞核內(nèi)的表達(dá)顯著低于正常成骨細(xì)胞[7]。此外，Wnt配體和受體在骨肉瘤中表達(dá)增加，Wnt拮抗分子在骨肉瘤中表達(dá)減少，表明此通路的激活與骨肉瘤密切相關(guān)[8]。LRP為Wnt的共同受體，可協(xié)同F(xiàn)rzb激活Wnt信號通路，LRP5在U-2-OS、HOS、143B和Saos-2四種骨肉瘤細(xì)胞系中均有表達(dá)，促進(jìn)骨肉瘤轉(zhuǎn)移，同時降低患者的無病生存率。Wnt/β-catenin信號通路能夠調(diào)節(jié)腫瘤干細(xì)胞(CSCs)的自我更新，并與腫瘤的發(fā)生發(fā)展和化療耐藥性相關(guān)，但其在骨肉瘤中的作用機(jī)制仍需進(jìn)一步研究。Martins等[9]發(fā)現(xiàn)在體外實(shí)驗(yàn)中，應(yīng)用Wnt/β-catenin信號通路的小分子抑制劑IWR-1，聯(lián)合阿霉素誘導(dǎo)骨肉瘤細(xì)胞凋亡，能夠減輕化療藥物的耐藥性；體內(nèi)實(shí)驗(yàn)表明，IWR-1可下調(diào)TCF/LEF的轉(zhuǎn)錄水平，并能減少細(xì)胞核內(nèi)的β-catenin及Sox2標(biāo)記的CSCs，表明IWR-1聯(lián)合阿霉素顯著減緩腫瘤的進(jìn)展。Yu等[10]發(fā)現(xiàn)過表達(dá)β-catenin會弱化miR-107對骨肉瘤的抑制作用，激活Wnt/β-catenin信號通路可使β-catenin聚集，促進(jìn)cyclin D1和c-Myc的表達(dá)，阻斷GSK-3β磷酸化，從而恢復(fù)miR-107對骨肉瘤細(xì)胞增殖和侵襲的抑制作用。同時miR-107能夠減少β-catenin的3′非翻譯區(qū)熒光素酶活性。Tian等[11]發(fā)現(xiàn)IncSox4在U-2-0S和Mg-63骨肉瘤細(xì)胞中高度表達(dá)，并在腫瘤細(xì)胞的發(fā)生發(fā)展過程中起重要作用。此作用與Wnt/β-catenin信號通路密切相關(guān)，采用Wnt激動劑CID11210285可以沉默IncSox4基因，促進(jìn)Mg-63細(xì)胞增殖。相反，Wnt抑制劑IWP-3能夠激活I(lǐng)ncSox4基因，從而抑制骨肉瘤細(xì)胞增殖。綜上，Wnt/β-catenin信號通路與IncSox4基因在骨肉瘤的發(fā)生發(fā)展中起積極的作用，可作為治療骨肉瘤的潛在靶點(diǎn)和判斷骨肉瘤患者預(yù)后的指標(biāo)。

2.2 Wnt/β-catenin信號通路與肺癌的關(guān)系

研究證實(shí)Wnt信號通路在肺癌中被激活，在肺癌模型中，Wnt/β-catenin通路中的相關(guān)蛋白TCF/LEF表達(dá)顯著增加，激活Sox-2、c-myc、cyclin D1等下游靶基因的轉(zhuǎn)錄。其中關(guān)鍵分子Wnt1、β-catenin、cyclin D1及Sox-2在肺癌組織中有不同程度的表達(dá)[12]。Wang等[13]發(fā)現(xiàn)下調(diào)H1299肺癌細(xì)胞中OSR1基因表達(dá)后，Wnt/β-catenin信號通路被抑制，GSK3β表達(dá)水平顯著上升，而p-GSK3β、核內(nèi)β-catenin、cyclin D1、c-Myc和基質(zhì)金屬蛋白酶7顯著減少，H1299肺癌細(xì)胞的增殖和侵襲能力明顯減弱。Zhang等[14]發(fā)現(xiàn)肺癌細(xì)胞胞質(zhì)上的TMEM88與DVLS結(jié)合可抑制Wnt/β-catenin通路，致使肺癌細(xì)胞的增殖和侵襲能力下降，并與肺癌的低分化、淋巴結(jié)轉(zhuǎn)移和預(yù)后不良相關(guān)。因此TMEM88基因與Wnt/β-catenin通路的共同作用可為NSCLC的治療提供潛在靶點(diǎn)，并對判斷預(yù)后具有重要的參考意義。

2.3 Wnt/β-catenin信號通路與乳腺癌的關(guān)系

Wnt/β-catenin信號通路的異常激活增強(qiáng)了c-myc和cyclin D1的轉(zhuǎn)錄，其在乳腺癌發(fā)生中起著關(guān)鍵作用[15]。Bilir等[16]研究發(fā)現(xiàn)，在三陰性乳腺癌中Wnt信號通路處于較高表達(dá)水平，使用iCRT-3可以顯著抑制乳腺癌細(xì)胞株MDA-MB-231的增殖，可能成為治療乳腺癌的新靶點(diǎn)。上皮間質(zhì)轉(zhuǎn)化(EMT)是乳腺上皮腫瘤細(xì)胞獲得遷移和侵襲能力的重要生物學(xué)過程，作為調(diào)節(jié)乳腺癌進(jìn)展的關(guān)鍵機(jī)制，Wnt/β-catenin信號通路在EMT的發(fā)生、發(fā)展過程中起重要作用[17]。進(jìn)一步研究顯示，在MDA-MB-231乳腺癌細(xì)胞中，F(xiàn)L118通過阻斷Wnt/β-catenin信號通路抑制EMT，進(jìn)而減弱乳腺癌遷移和侵襲能力[18]。MRTF-A是一種轉(zhuǎn)錄的聯(lián)合激活劑，對組織纖維化和癌癥轉(zhuǎn)移等多個過程至關(guān)重要。He等[19]為了明確MRTF-A的轉(zhuǎn)錄機(jī)制，在乳腺癌組織中應(yīng)用Wnt/β-actenin通路激活劑LiCl，發(fā)現(xiàn)Wnt3a及β-catenin表達(dá)增加，增強(qiáng)了MRTF-A的轉(zhuǎn)錄。而隨著β-catenin的siRNA損耗，MRTF-A的轉(zhuǎn)錄也相應(yīng)削減，表明β-catenin與MRTF-A的啟動相關(guān)。另外，MRTF-A轉(zhuǎn)錄的激活劑是由Rho-actin和Wnt/β-catenin通路協(xié)同控制的。綜上所述，Rho-actin和Wnt/β-catenin信號通路共同影響MRTF-A的轉(zhuǎn)錄，協(xié)同調(diào)節(jié)乳腺癌的轉(zhuǎn)移。

2.4 Wnt/β-catenin信號通路與卵巢癌的關(guān)系

Wnt/β-catenin信號通路的異常激活使β-catenin表達(dá)異常，其在正常卵巢、良性卵巢腫瘤、交界性卵巢腫瘤及卵巢癌組織中的表達(dá)逐漸增加，β-catenin的陽性表達(dá)程度與腫瘤的浸潤深度及淋巴結(jié)轉(zhuǎn)移均相關(guān)。有學(xué)者發(fā)現(xiàn)[20]，Wnt信號通路在卵巢癌干細(xì)胞中被激活，促使β-catenin進(jìn)入胞核內(nèi)，并作用于TCF、LEF轉(zhuǎn)錄因子，誘導(dǎo)卵巢癌干細(xì)胞的生長、分化及轉(zhuǎn)移。Zhang等[21]發(fā)現(xiàn)楊梅葉原花色素(BLPs)中含有表沒食子兒茶素-3-O-沒食子酸酯(Epigallocatechin-3-O-gallate)，BLPs有很強(qiáng)的抗氧化和抗增殖能力，能顯著抑制OVCAR-3 SP卵巢癌干細(xì)胞的生長及增殖。并能抑制Wnt/β-catenin信號通路，減少β-catenin、cyclin D1和c-myc的表達(dá)，減弱OVCAR-3 SP細(xì)胞的自我更新能力。HOXD聚類反義RNA 1(HOXD-AS1)在腫瘤的發(fā)生發(fā)展中起至關(guān)重要的作用，Zhang[22]等收集上皮性卵巢癌(EOC)組織和鄰近的非腫瘤組織，發(fā)現(xiàn)HOXD-AS1在EOC組織和細(xì)胞中表達(dá)上調(diào)，Wnt/β-catenin信號通路呈高表達(dá)狀態(tài)，卵巢癌細(xì)胞的增殖、侵襲和上皮間質(zhì)轉(zhuǎn)化(EMT)能力也相應(yīng)增強(qiáng)。Niu等[23]發(fā)現(xiàn)PPA1在EOC患者中過度表達(dá)，沉默PPA1可抑制Wnt/β-catenin信號通路，減弱β-catenin去磷酸化作用，致使EOC遷移、EMT和轉(zhuǎn)移能力下降。Pfankuchen等[24]發(fā)現(xiàn)耐藥的A2780cis卵巢癌細(xì)胞比A2780細(xì)胞具有約三倍高的Wnt信號活性，而低分子肝素(LMWH)能降低A2780cis細(xì)胞對順鉑的耐藥性。在A2780cis細(xì)胞中，LMWH降低了Wnt活性和TCF-4的表達(dá)。另外，應(yīng)用Wnt通路阻斷劑FH535會增加A2780cis細(xì)胞對順鉑敏感性。因此，Wnt信號通路作為LMWH調(diào)控A2780cis細(xì)胞對順鉑敏感性的主要靶標(biāo)，LMWH可能是一種潛在的抑制化療耐藥性的治療方案。

2.5 Wnt/β-catenin信號通路與肝癌的關(guān)系

Wnt/β-catenin信號通路參與肝癌的發(fā)生發(fā)展。有研究證實(shí)，在剛出生的小鼠體內(nèi)β-catenin的含量較高，短期內(nèi)可促進(jìn)肝臟快速生長[25]。在肝臟部分切除模型中，β-catenin蛋白顯著升高并移至胞核內(nèi)，cyclin D1和c-myc增多，促進(jìn)肝細(xì)胞增殖；而在肝臟特異性去除β-catenin的模型中，cyclin D1減少，肝臟細(xì)胞增殖明顯受限[26]。高表達(dá)的Wnt蛋白可在病毒性肝炎(HBV、HCV)相關(guān)的肝癌中檢測到，Wnt蛋白與病毒相關(guān)性肝癌的發(fā)生可能相關(guān)[27]。Wnt/β-catenin信號通路對維持肝腫瘤干細(xì)胞(hCSC)的多能性至關(guān)重要，β-catenin蛋白在促進(jìn)胚胎干細(xì)胞分化中起雙重調(diào)節(jié)作用，其功能是由axin-APC-GSK-3-ck1蛋白復(fù)合物調(diào)節(jié)的[28]。Zhu等[29]研究發(fā)現(xiàn)全反式維甲酸(ATRA)可抑制Wnt/β-catenin信號通路，增強(qiáng)GSK-3β降解β-catenin的作用，從而影響hCSC生長，加強(qiáng)肝癌對多西他賽的敏感性，使其化療效果更佳。miR-212基因是在一些腫瘤中發(fā)現(xiàn)的與細(xì)胞信號和晚期癌癥發(fā)病相關(guān)的小分子RNA。Jia等[30]發(fā)現(xiàn)miR-212基因可通過阻斷Wnt/β-catenin信號通路，限制LEF-1、c-myc轉(zhuǎn)錄，阻止β-catenin進(jìn)入細(xì)胞核并抑制肝細(xì)胞癌的生長和轉(zhuǎn)移。因此，特異的阻斷Wnt/β-catenin信號通路，會使得miR-212基因在治療肝腫瘤中更有效。

2.6 Wnt/β-catenin信號通路與結(jié)直腸癌的關(guān)系

β-catenin廣泛表達(dá)于結(jié)直腸黏膜的細(xì)胞膜上，在細(xì)胞核、細(xì)胞漿則表達(dá)較少；而在結(jié)直腸癌(CRC)細(xì)胞中，胞漿、胞核內(nèi)β-catenin蛋白及mRNA表達(dá)水平均高于正常組織，且β-catenin蛋白及mRNA的表達(dá)水平與CRC的分化程度、臨床分期和淋巴結(jié)轉(zhuǎn)移有關(guān)[31]。在正常的大腸組織中，Wnt信號調(diào)控體內(nèi)腸道干細(xì)胞(ISCs)的平衡，增殖及分化能力。在CRC中，Wnt信號被激活，可使其更具侵襲性。Kim等[32]應(yīng)用一種小分子組蛋白脫酰酶抑制劑JIB-04處理ISCs，RNA測序分析顯示JIB-04作用于Wnt/β-catenin信號通路，降低了與ISCs相關(guān)下游基因的表達(dá)，影響ISCs增殖、侵襲及遷移能力。另一種Wnt信號通路抑制劑ETC-159在CRC及口腔鱗狀細(xì)胞癌中，通過影響c-myc、cyclin D1以及CD146等蛋白的活性和分泌，抑制腫瘤細(xì)胞增殖和遷移[33]。Xiao等[34]發(fā)現(xiàn)HOX反轉(zhuǎn)錄RNA(HOTAIR)在CRC組織中的表達(dá)明顯高于鄰近的正常組織，利用miR-203a-3p抑制HOTAIR的表達(dá)，影響Wnt/β-catenin信號通路和GRG5，低表達(dá)的HOTAIR和過表達(dá)的miR-203a-3p共同作用阻斷CRC細(xì)胞的Wnt/β-catenin信號通路，抑制CRC細(xì)胞的增殖并減少化療耐藥性。Wang等[35]通過激活Wnt/β-catenin信號通路，啟動其下游靶基因(如c-myc基因)的轉(zhuǎn)錄，可影響CRC細(xì)胞的生長。研究表明，抑制Wnt/β-catenin信號通路及c-myc可激活mTOR，活化的mTOR可促進(jìn)CRC的生長和轉(zhuǎn)移。進(jìn)一步研究發(fā)現(xiàn)，Wnt和mTOR抑制劑結(jié)合會增強(qiáng)對CRC生長的抑制作用。綜上所述，通過激活Wnt/β-catenin信號通路、c-myc，或聯(lián)合應(yīng)用mTOR抑制劑，可為CRC的治療提供一種新的思路。

3 小結(jié)與展望

Wnt/β-catenin信號通路不僅參與機(jī)體的生長發(fā)育、細(xì)胞增殖、黏附和凋亡等多種生理過程，并對腫瘤的增殖、侵襲遷移、化療耐藥性等也具有一定的影響，但具體的分子機(jī)制尚未明確。Wnt/β-catenin信號通路的異常激活是由多種因素共同作用的復(fù)雜過程，其對腫瘤發(fā)生發(fā)展的調(diào)控作用還有待進(jìn)一步研究。另外，大多數(shù)Wnt信號通路的研究都處于基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)水平，如何將現(xiàn)有基礎(chǔ)研究成果轉(zhuǎn)化到臨床試驗(yàn)仍需不斷探索。因此，深入探討Wnt通路對腫瘤發(fā)生的影響及其特異性分子機(jī)制，可為腫瘤的治療提供新的靶點(diǎn)。