Ｗｎｔ信號轉(zhuǎn)導(dǎo)通路和腫瘤防治

楊　瑩　付賀飛　周曉霞

【摘要】 Wnt信號轉(zhuǎn)導(dǎo)途徑可以分為決定細胞命運的經(jīng)典途徑和控制細胞運動及組織極性的非經(jīng)典途徑。經(jīng)典ＷＮＴ信號轉(zhuǎn)導(dǎo)通路是Ｗｎｔ蛋白通過與Frizzled (FZD)家族特異受體和LRP5/LRP6輔助受體結(jié)合，觸發(fā)細胞內(nèi)的信號轉(zhuǎn)導(dǎo)，使β-連環(huán)蛋白（β-catenin）聚集的級聯(lián)反應(yīng)過程。非經(jīng)典的Wnt信號被轉(zhuǎn)導(dǎo)是通過Frizzled家族受體和ROR2/RYK聯(lián)合受體結(jié)合到Dishevelled依賴（Rho family GTPases 和 c-jun NH2-terminal kinase)或Ca²⁺依賴的信號級聯(lián)反應(yīng)。Wnt通路及其有關(guān)的其他通路在胚胎發(fā)育和腫瘤發(fā)生中起重要作用。在許多種人類癌病中，Wnt通路的負性調(diào)節(jié)基因突變失活。經(jīng)優(yōu)化選擇分離出的擇靶向作用于WNT信號途徑的小分子復(fù)合物和人類單克隆抗體可以用于癌癥的治療。

1 Wnt信號通路

1．1 概述 人類ＷＮＴ基因家族由19個成員組成，編碼具有22或24個半胱氨酸殘基的保守糖蛋白^[1]。Wnt信號轉(zhuǎn)導(dǎo)途徑可以分為決定細胞命運的經(jīng)典途徑和控制細胞運動及組織極性的非經(jīng)典途徑。

1．2 經(jīng)典WNT信號轉(zhuǎn)導(dǎo)通路 經(jīng)典ＷＮＴ信號轉(zhuǎn)導(dǎo)通路是Ｗｎｔ蛋白通過與Frizzled (FZD)家族特異受體和LRP5/LRP6輔助受體結(jié)合，觸發(fā)細胞內(nèi)的信號轉(zhuǎn)導(dǎo)，使β-連環(huán)蛋白（β-catenin）聚集的級聯(lián)反應(yīng)過程^[2-3]。在經(jīng)典ＷＮＴ信號轉(zhuǎn)導(dǎo)缺乏時，β-catenin與Axin-APC-GSK-3β等形成降解復(fù)合物, 結(jié)合后的β-catenin發(fā)生磷酸化, 進而與泛素化蛋白結(jié)合被泛素化降解^[4]。在經(jīng)典Ｗｎｔ信號存在時，β-catenin將不再被CK1α和GSK3β磷酸化，而是在胞漿中聚積并進入細胞核^[5-6]。核內(nèi)的β-catenin與T細胞因子/淋巴增強因子(TCF/LEF)等轉(zhuǎn)錄因子和Legless蛋白(BCL9 和 BCL9L)及PYGO^[7-8]結(jié)合形成復(fù)合物。TCF/LEF-β-catenin-Legless-PYGO復(fù)合物啟動靶基因FGF20, DKK1, WISP1, MYC, and CCND1^[9]等的轉(zhuǎn)錄。

1．3 非經(jīng)典wnt信號轉(zhuǎn)導(dǎo)通路 非經(jīng)典wnt信號是通過fzd家族受體和輔受體ROR2 和RYK(13-15)轉(zhuǎn)導(dǎo)的。在該通路中，小G蛋白(RHOA, RHOU, RAC, 和CDC42)和c-jun N端激酶是DVL依賴的效應(yīng)分子，而Nemo樣激酶(NLK)和活化T細胞核因子（NFAT）則是鈣依賴效應(yīng)分子^[10]。NLK磷酸化TCF/LEF轉(zhuǎn)錄因子去抑制經(jīng)典的WNT信號通路。NFAT轉(zhuǎn)錄因子早期胚胎發(fā)生和致癌作用轉(zhuǎn)移過程中起作用。非經(jīng)典Wnt信號被轉(zhuǎn)導(dǎo)到DVL-或者Ca²⁺依賴的級聯(lián)反應(yīng)，并與細胞極性信號通路重疊^[11]。

2 WNT信號轉(zhuǎn)導(dǎo)通路和致癌作用

2．1 分泌型WNT通路抑制劑 SFRP1, SFRP2,SFRP3, SFRP4, SFRP5, WIF1, DKK1, DKK2, DKK3,和DKK4是分泌型WNT信號抑制劑^[12]。SFRP家族成員和WIF1是WNT拮抗劑，它抑制WNT與FZD家族受體結(jié)合。DKK家族成員與LRP5/LRP6聯(lián)合受體相互作用并觸發(fā)其胞吞作用來阻止經(jīng)典途徑中WNT-FZD-LRP5/LRP6復(fù)合物形成。

2．2 細胞內(nèi)型WNT經(jīng)典途徑抑制劑 APC,AXIN1, AXIN2, CKIa, GSK3h, NKD1, NKD2, ANKRD6, 和NLK是經(jīng)典WNT信號通路的負性調(diào)節(jié)因子。APC, AXIN1, 和 AXIN2是β-catenin降解復(fù)合體中的支架蛋白，而CKIa and GSK3β是將β-catenin磷酸化并觸發(fā)其降解的絲氨酸-蘇氨酸激酶。

2．3 經(jīng)典Wnt通路在致癌過程中活化 遺傳因素，環(huán)境因子和衰老是人類癌癥的危險因素^[13]。經(jīng)典wnt通路活化發(fā)生在組織再生合并慢性持久炎癥時，在小鼠乳腺瘤病毒(MMTV)導(dǎo)致乳腺癌變時，wnt1，wnt3和wnt10b會上調(diào)。在組織惡化合并慢性炎性反應(yīng)或癌癥時，多存在SFRP1，SFRP2，DKK1及WIF1等基因的失活，而APC，AXIN1和AXIN2基因失活也與人類腫瘤的發(fā)生密切相關(guān)^[14-17]。上述基因的改變導(dǎo)致癌癥發(fā)生時，這些經(jīng)典wnt信號抑制因子的抑制作用便會下調(diào)。

3 Wnt和其他腫瘤發(fā)展通路的交叉聯(lián)系

3．1 成纖維細胞生長因子（FGF）信號通路 FGF信號通過成纖維細胞生長因子受體轉(zhuǎn)導(dǎo)至磷脂酰肌醇3-激酶-AKT，Ca²⁺和絲裂原活化蛋白激酶級聯(lián)反應(yīng)。在人類結(jié)腸直腸癌時，作為經(jīng)典WNT信號通路靶基因之一FGF20的表達會上調(diào)。雖然機制不同，但FGF和經(jīng)典WNT信號通路都抑制GSK3β活化并激活鈣信號轉(zhuǎn)導(dǎo)。通過GSK3β磷酸化作用下調(diào)^[14]，F(xiàn)GF和經(jīng)典WNT信號通路都聚集到β-catenin信號級聯(lián)反應(yīng)及Ca²⁺依賴的NFAT信號級聯(lián)反應(yīng)。FGF和WNT信號通路的交互通話（cross-talk）導(dǎo)致更多惡性表現(xiàn)型腫瘤的出現(xiàn)。

3．2 Notch信號通路

Notch配體與Notch家族受體結(jié)合，使Notch受體的胞內(nèi)功能區(qū)域向核內(nèi)移位從而激活Notch靶基因的轉(zhuǎn)錄。MMTV整合產(chǎn)生乳房癌變^[18]時，Notch4被活化，同時WNT信號通路同樣也被活化。另外在造血干細胞的自我更新需要這兩條通路的共同參與。

3．3 其他信號通路 WNT信號通路也和Eph，血管內(nèi)皮生長因子，Hedgehog和轉(zhuǎn)化生長因子β/骨形態(tài)形成蛋白(TGFβ/BMP)信號通路相溝通。

4 臨床應(yīng)用

4．1 腫瘤預(yù)防 幽門螺桿菌，肝炎病毒和乳頭狀瘤病毒分別是胃癌、肝癌和宮頸癌的危險因素。因為慢性持久性炎性反應(yīng)是很多人類癌癥的危險因素。徹底清除致病菌（病毒）和疫苗接種是預(yù)防癌癥的現(xiàn)實辦法。然而，根除或接種疫苗的癌癥預(yù)防措施可能在持久炎性反應(yīng)作用下中由于組織再生和基因改變而失敗。WNT家族配體上調(diào)和WNT抑制劑作用下調(diào)發(fā)生在癌變早期，由于非固醇類抗炎藥和PPARγ激動劑能夠抑制經(jīng)典WNT信號的傳導(dǎo)，因此成為化療預(yù)防腫瘤的候選藥物。

5．2 腫瘤治療 小分子復(fù)合物和人類單克隆抗體是人類在后基因組時代應(yīng)用的藥物^[13]ZTM000990 and PKF118-310是靶向作用于經(jīng)典WNT信號級聯(lián)反應(yīng)的代表復(fù)合物，而抗WNT1 和抗WNT2單克隆抗體也已在體外癌癥治療中出現(xiàn)效應(yīng)^[19]。經(jīng)優(yōu)化選擇分離出的擇靶向作用于WNT信號途徑的小分子復(fù)合物和人類單克隆抗體可以用于癌癥的治療。

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