W nt/β-catenin信號(hào)通路和消化系腫瘤的相關(guān)性研究

任紅艷，李士新，張 梅，申世英，王 雯

延安大學(xué)附屬醫(yī)院消化內(nèi)科一病區(qū)，陜西延安716000

Wnt/β-catenin信號(hào)通路被普遍認(rèn)為是在人類(lèi)疾病中發(fā)揮了重要作用，特別是在惡性腫瘤的發(fā)生和發(fā)展中。Wnt/β-catenin經(jīng)典通路高度保守，對(duì)胚胎發(fā)育、炎癥、腫瘤增殖和轉(zhuǎn)移具有重要的作用，其中重要的調(diào)節(jié)因子為β-cat。因此，對(duì)Wnt/β-catenin信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)通路的研究不僅有助于理解人類(lèi)疾病的發(fā)生機(jī)制，而且可以為疾病的治療提供一系列新的靶點(diǎn)。

在正常的體細(xì)胞中，β-catenin只是作為一種細(xì)胞骨架蛋白在胞膜處與E-cadherin形成復(fù)合體對(duì)維持同型細(xì)胞的黏附、防止細(xì)胞的移動(dòng)發(fā)揮作用。只有當(dāng)細(xì)胞外Wnt信號(hào)分子與細(xì)胞膜上特異性受體Frizzled蛋白結(jié)合激活胞內(nèi)的 dishevelled(散亂的)蛋白導(dǎo)致GSK3β失活，使β-catenin避免被磷酸化而遭降解的命運(yùn)［1］，β-catenin才能在胞質(zhì)中積累起來(lái)。當(dāng)胞質(zhì)中βcatenin的濃度達(dá)到一定水平時(shí)，就可向細(xì)胞核轉(zhuǎn)移。在胞核中β-catenin與轉(zhuǎn)錄因子家族Tcf/Lefs結(jié)合，可激活cyclinD1和cmyc等原癌基因而導(dǎo)致細(xì)胞的增殖、分化、成熟。顯然，在這條信號(hào)通路中β-catenin發(fā)揮了重要作用，其在胞質(zhì)中積累繼而向胞核的轉(zhuǎn)位，被認(rèn)為是該信號(hào)通路被激活的標(biāo)志［2］。

1 食管癌

從正常食管鱗狀上皮細(xì)胞、癌旁組織到癌組織，βcatenin表達(dá)于細(xì)胞膜呈遞減狀態(tài)，而細(xì)胞漿和細(xì)胞核的表達(dá)則是相反的。但β-catenin在食管癌中的異常表達(dá)率與預(yù)后及各種臨床病理指標(biāo)之間關(guān)系報(bào)道不一。Ji等［3］報(bào)道，β-catenin的表達(dá)與病理分化程度相關(guān)，與患者生存期成反比，他們認(rèn)為β-catenin低表達(dá)與不良預(yù)后有關(guān)。而Mizushima等［4］報(bào)道，β-catenin的異常表達(dá)與病理分化程度、淋巴結(jié)轉(zhuǎn)移無(wú)關(guān)，但食管癌患者具有較好預(yù)后。Lv等［5］研究發(fā)現(xiàn)，在食管上皮不典型增生和食管癌組織中均存在β-catenin的異常表達(dá)，但β-catenin的異常表達(dá)在不典型增生和癌之間存在差異，與病變發(fā)展顯著相關(guān)，隨著病變的加重，βcatenin核內(nèi)聚集顯著增加。不典型增生是癌前病變階段，因此，β-catenin的異常表達(dá)在食管癌發(fā)生和發(fā)展中可能有重要作用。先前的研究曾發(fā)現(xiàn)，β-連環(huán)蛋白mRNA表達(dá)明顯異常在早期食管癌和被牽連的過(guò)度表達(dá)在食管鱗狀細(xì)胞癌患者的預(yù)后較差。到目前為止，β-連環(huán)蛋白在食管癌和預(yù)后指標(biāo)異常表達(dá)之間的關(guān)系仍然知之甚少。Wnt/β-catenin在食管鱗狀細(xì)胞癌的發(fā)生和發(fā)展中起著重要的作用，所以它可能是一種重要的分子標(biāo)記，以確定食管鱗狀細(xì)胞癌的疾病分期和預(yù)后?？傊琖nt/β-catenin mRNA水平與病理分期和淋巴結(jié)轉(zhuǎn)移相一致。Wnt/β-catenin mRNA的過(guò)度表達(dá)顯示食管鱗狀細(xì)胞癌患者的預(yù)后較差，但他可能不會(huì)是一個(gè)獨(dú)立的預(yù)后因素，這需要進(jìn)一步通過(guò)有較大樣本的實(shí)驗(yàn)，更先進(jìn)的實(shí)驗(yàn)技術(shù)來(lái)全面跟進(jìn)。

2 胃癌

在胃癌中，APC基因突變已在良惡性胃腫瘤(腸型及彌漫型)發(fā)現(xiàn)，高達(dá)25%的胃腺瘤表現(xiàn)出這種基因的體細(xì)胞突變，β-catenin的活化突變也在腸型和彌漫型發(fā)現(xiàn)，其中30%的腫瘤顯示核積累［6］。有研究表明，β-catenin在細(xì)胞核積累能夠?qū)е挛父]腺瘤的形成，同時(shí)，體內(nèi)的Wnt信號(hào)激活導(dǎo)致壁層的胃底腺瘤息肉形成以及腺體變化。因此，這可以明確證明WNT活化可作為胃癌腫瘤形成中的起始步驟。對(duì)于散發(fā)性胃癌，它更可能是Wnt激活配合其他途徑來(lái)驅(qū)動(dòng)腫瘤進(jìn)展［7］。Song等［8］研究結(jié)果表明β-catenin在核中的表達(dá)與胃癌的分化程度和浸潤(rùn)有關(guān)。有研究證實(shí)，β-連環(huán)蛋白是癌癥的一個(gè)獨(dú)立的預(yù)后指標(biāo)，并與腫瘤進(jìn)展密切相關(guān)［9］。綜上所述，表明Wnt通路在胃癌中處于激活狀態(tài)，提示該傳導(dǎo)通路與胃癌的發(fā)生、發(fā)展及預(yù)后關(guān)系密切。然而，Wnt信號(hào)在胃環(huán)境穩(wěn)定和癌癥開(kāi)放的功能意義目前還不清楚。

3 肝癌

大量的小鼠研究提供了肝癌發(fā)展中Wnt/β-catenin的直接證據(jù)。β-catenin激活是肝細(xì)胞癌許多發(fā)生機(jī)制之一，這是不可置否的。Axin1突變與乙肝肝癌相關(guān)，而β-cat突變和非乙肝肝癌相關(guān)，這些特定的關(guān)聯(lián)表明了在Wnt/β-catenin激活方式和病毒性肝炎和慢性肝病導(dǎo)致的肝癌發(fā)展有潛在的因果關(guān)系。雖然被迫激活Wnt/β-catenin的信號(hào)本身通常不啟動(dòng)肝癌，它可以與其他癌基因或疾病狀態(tài)，一起促進(jìn)肝癌的發(fā)生。Wnt/β-catenin和其他發(fā)育信號(hào)通路之間的串?dāng)_也有助于肝癌Wnt/β-catenin失調(diào)。有研究暗示TGF-β作為Wnt/β-catenin一個(gè)重要的調(diào)節(jié)因子，并表明TGF-β和β-catenin之間的相互作用對(duì)肝癌組織中β-cat的靶基因表達(dá)是至關(guān)重要的［10］。β-catenin信號(hào)通路和HGF/MET途徑可能也有助于肝癌的進(jìn)展。許多肝癌患者M(jìn)ET過(guò)度表達(dá)提示預(yù)后較差，肝癌患者由MET-誘導(dǎo)的基因表達(dá)表現(xiàn)出更強(qiáng)的侵入型，平均生存時(shí)間減少［11］。當(dāng)β-catenin以及H-ras蛋白同時(shí)發(fā)生突變時(shí)，小鼠肝癌的發(fā)生率達(dá)到100%［12］。Wnt信號(hào)通路與肝癌的關(guān)系異常復(fù)雜，其機(jī)制尚未完全明了。因此，我們今后仍需繼續(xù)研究Wnt信號(hào)通路的調(diào)節(jié)因子及各信號(hào)通路之間的相互作用，深入探討肝癌發(fā)生、發(fā)展及轉(zhuǎn)移的機(jī)制，為尋找新的肝癌標(biāo)志物和治療靶點(diǎn)提供理論依據(jù)。

4 胰腺癌

Wnt/β-catenin信號(hào)通路是決定胚胎期胰腺組織形成的重要因素，可調(diào)節(jié)胰腺的正常發(fā)育［13］。對(duì)于胰腺而言，β-catenin在胰腺腺泡細(xì)胞及內(nèi)、外分泌細(xì)胞發(fā)育過(guò)程中的作用至關(guān)重要，但是卻不影響胰島發(fā)育及成人腺泡功能的維持。β-catenin在正常的胰腺組織定位于細(xì)胞膜，處于低水平狀態(tài)，其異常表達(dá)可見(jiàn)于各類(lèi)胰腺腫瘤，可在細(xì)胞質(zhì)和胞核中聚集。既往研究發(fā)現(xiàn)，β-catenin在60%左右的胰腺癌組織中可以看到異常的核內(nèi)表達(dá)［14］，芯片分析發(fā)現(xiàn)Wnt成員在胰腺癌組織中的表達(dá)明顯上調(diào)［15］。Wnt/β-catenin信號(hào)通路與胰腺癌的發(fā)生、發(fā)展以及轉(zhuǎn)移密切相關(guān)。胰腺星形細(xì)胞可通過(guò)旁分泌激活Wnt/β-catenin信號(hào)通路，加速胰腺癌惡化。腫瘤微環(huán)境中的細(xì)胞因子 sFRPs和DKK蛋白是Wnt配體拮抗劑，在胰腺癌中呈低表達(dá)。干擾半乳糖凝集素-3基因表達(dá)可以促β-catenin降解，從而降低胰腺癌細(xì)胞的侵襲和轉(zhuǎn)移［16］。最新研究發(fā)現(xiàn)的胰腺導(dǎo)管腺癌上調(diào)因子(PAUF)利用Akt-GSL-3β途徑上調(diào)β-catenin，并導(dǎo)致β-catenin靶基因cyclin-D1和c-jun高表達(dá)，從而導(dǎo)致胰腺癌細(xì)胞呈快速增殖［17］。毛細(xì)血管擴(kuò)張性共濟(jì)失調(diào)細(xì)胞互補(bǔ)基因(ATDC)，即TRIM29，用于糖原合成激酶GSK-3負(fù)性調(diào)控蛋白Dvl-2，從而穩(wěn)定β-catenin［18］。鈣周期結(jié)合蛋白或Siah-1互動(dòng)蛋白在胰腺癌組織中表達(dá)高于病灶周?chē)＝M織(28/68，41．2%)，且與病理分級(jí)、臨床分期呈正相關(guān)，主要機(jī)制可能是參與β-catenin的降解［19］。胰腺癌中β-catenin及GSK-3蛋白異常表達(dá)及突變較為常見(jiàn)，可成為靶向治療的靶點(diǎn)。

5 大腸癌

Wnt/β-catenin信號(hào)途徑目前是公認(rèn)的與大腸癌發(fā)生、發(fā)展密切相關(guān)的信號(hào)途徑。約60%～80%的大腸癌是在以β-catenin為中心樞紐異常活化的Wnt信號(hào)通路的基礎(chǔ)上發(fā)展的［20］。在最近的一項(xiàng)大腸癌的Meta研究表明影響結(jié)腸癌患者生存率的是在胞核過(guò)度表達(dá)的β-catenin，而不是在胞質(zhì)中，β-catenin在胞核內(nèi)的過(guò)度表達(dá)伴大腸癌的發(fā)生、發(fā)展及轉(zhuǎn)移，但與腫瘤部位、分化程度、淋巴結(jié)狀態(tài)和浸潤(rùn)深度無(wú)相關(guān)性［21］。在70% ～84%的結(jié)直腸癌中β-catenin細(xì)胞膜的正常定位表達(dá)減少，而胞質(zhì)和胞核β-catenin異常表達(dá)在66%～79%結(jié)直腸癌組織中是增高的。從腺瘤到腺癌的過(guò)程中，膜表達(dá)的缺失和胞質(zhì)、胞核β-catenin表達(dá)的增加是呈反變關(guān)系的。在不同形態(tài)學(xué)類(lèi)型的腫瘤中，β-catenin的表達(dá)不盡相同。研究數(shù)據(jù)顯示β-catenin的核表達(dá)傾向于和潰瘍型腫瘤有密切的聯(lián)系。他們中72%有β-catenin的核表達(dá)，而在息肉型腫瘤中β-catenin的核表達(dá)量為27%，兩者明顯不同［22］。近年國(guó)內(nèi)外學(xué)者從多方面研究了針對(duì)該信號(hào)途徑的干預(yù)策略，包括非甾體類(lèi)抗炎藥物NSAIDs、植物類(lèi)化合物姜黃素、β-拉帕醌呈及咖啡酸苯乙酯等對(duì)該途徑的調(diào)控作用，以及針對(duì)該途徑重要信號(hào)分子的小分子抑制劑、分子靶向治療和基因治療等。

消化道腫瘤的發(fā)生發(fā)展是多基因、多因素、多步驟漸進(jìn)性復(fù)雜的過(guò)程，涉及基因突變、生理生化改變、機(jī)體免疫系統(tǒng)改變、激素異常調(diào)節(jié)等多方面因素。Wnt/ β-catenin信號(hào)通路在調(diào)節(jié)細(xì)胞的發(fā)育、分化和成熟的組織動(dòng)態(tài)平衡的過(guò)程中扮演著關(guān)鍵的角色。同時(shí)它也與多個(gè)腫瘤的發(fā)生發(fā)展密切相關(guān)，在腫瘤的發(fā)生發(fā)展中占有重要地位。但目前對(duì)Wnt/β-catenin機(jī)制尚不清楚，以及它在腫瘤中的作用也不明確。所以加強(qiáng)對(duì)Wnt信號(hào)通路及β-catenin的深入研究，對(duì)于治療腫瘤有著十分積極的意義，也極大地促進(jìn)對(duì)腫瘤生物學(xué)特性的了解和認(rèn)識(shí)，也更有利于今后腫瘤靶向治療研究的開(kāi)展。

［1］Moon RT，Bowerman B，Boutros M，et al．The promise and perils of Wnt signaling through beta-catenin［J］．Science，2002，296(5573): 1644-1646．

［2］Kobayashi M，Honma T，Matsuda Y，et al．Nuclear translocation of bata-catenin in colorectal cancer［J］．Br J Cancer，2000，82(10): 1689-1693．

［3］Ji L，Cao XF，Wang HM，et al．Expression level of beta-catenin is associated with prognosis of esophageal carcinoma［J］．World J Gastroenterol，2007，13(18):2622-2625．

［4］Mizushima T，Nakagawa H，Kamberov YG，et al．Wnt-1 but not epidermal growth factor induces beta-catenin/T-cell factor-dependent transcription in esophageal cancer cells［J］．Cancer Res，2002，62(1): 277-282．

［5］Lv J，Cao XF，Ji L，et al．Association of Wnt1/beta-catenin with clinical pathological characteristics and prognosis of esophageal squamous cell carcinoma［J］．Genet Test Mol Biomarkers，2010，14(3): 363-369．

［6］Kim B，Byun SJ，Kim YA，et al．Cell cycle regulators，APC/betacatenin，NF-kappaB and Epstein-Barr virus in gastric carcinomas［J］．Pathology，2010，42(1):58-65．

［7］Radulescu S，Ridgway RA，Cordero J，et al．Acute WNT signalling activation perturbs differentiation within the adult stomach and rapidly leads to tumor formation［J］．Oncogene，2013，32(16):2048-2057．

［8］Song BJ，Park YJ，Kim HS，et al．Expression of beta-catenin and E-cadherin in early gastric cancer:correlation with clinicopathologic parameters［J］．Korean J Gastroenterol，2004，43(2):82-89．

［9］Wong SC，Lo ES，Lee KC，et al．Prognostic and diagnostic significance of beta-catenin nuclear immunostaining in colorectal cancer［J］．Clin Cancer Res，2004，10(4):1401-1408．

［10］Hoshida Y，Nijman SM，Kobayashi M，et al．Integrative transcriptome analysis reveals common molecular subclasses of human hepatocellular carcinoma［J］．Cancer Res，2009，69(18):7385-7392．

［11］Kaposi-Novak P，Lee JS，Go'mez-Quiroz L，et al．Met-regulated expression signature defines a subset of human hepatocellular carcinomas with poor prognosis and aggressive phenotype［J］．J Clin Invest，2006，116(6):1582-1595．

［12］Harada N，Oshima H，Katoh M，et a1．Hepatocarcinogenesis in mice with beta-catenin and Ha-ras gene mutations［J］．Cancer Res，2004，64(1):48-54．

［13］Takahashi N，F(xiàn)ukushima T，Yorita K，et al．Dickkopf-1 is overexpressed in human pancreatic ductal adenocarcinoma cells and is involved in invasive growth［J］．Int J Cancer，2010，126(7): 1611-1620．

［14］Pasca di Magliano M，Biankin AV，Heiser PW，et al．Common activation of canonical Wnt signaling in pancreatic adenocarcinoma［J］．PLoS One，2007，2(11):e1155．

［15］Pilarsky C，Ammerpohl O，Sipos B，et al．Activation of Wnt signalling in stroma from pancreatic cancer identified by gene expression profiling［J］．J Cell Mol Med，2008，12(6B):2823-2835．

［16］Kobayashi T，Shimura T，Yajima T，et al．Transient gene silencing of galectin-3 suppresses pancreatic cancer cell migration and invasion through degradation of β-catenin［J］．Int J Cancer，2011，129 (12):2775-2786．

［17］Cho IR，Koh SS，Min HJ，et al．Pancreatic adenocarcinoma up-regulated factor(PAUF)enhances the expression of β-catenin，leading to a rapid proliferation of pancreatic cells［J］．Exp Mol Med，2011，43 (2):82-90．

［18］Wang L，Heidt DG，Lee CJ，et al．Oncogenic function of ATDC in pancreatic cancer through Wnt pathway activation and beta-catenin stabilization［J］．Cancer Cell，2009，15(3):207-219．

［19］Chen X，Han G，Zhai H，et al．Expression and clinical significance of CacyBP/SIP in pancreatic cancer［J］．Panereatology，2008，8(4-5):470-477．

［20］Clevers H．Wnt/beta-catenin signaling in development and disease［J］．Cell，2006，127(3):469-480．

［21］Chen Z，He X，Jia M，et al．β-catenin overexpression in the nucleus predicts progress disease and unfavourable survival in colorectal cancer:a meta-analysis［J］．PLoS One，2013，8(5):e63854

［22］Chiang JM，Chou YH，Chen TC，et al．Nuclear beta-catenin expression is closely related to ulcerative growth of colorectal carcinoma［J］．Br J Cancer，2002，86(7):1124-1129．