Wnt信號(hào)通路與非小細(xì)胞肺癌的研究進(jìn)展

左慧敏，曾林祥

(南昌大學(xué) 第二附屬醫(yī)院 呼吸內(nèi)科，江西 南昌330006)

肺癌是世界上癌癥死亡的主要原因，其中約80%～85% 為非小細(xì)胞肺癌(non-small cell lung cancer，NSCLC)，從目前發(fā)表的文獻(xiàn)數(shù)據(jù)顯示，肺癌不僅是癌癥死亡的主要原因，也是繼心臟病之后引起人類病死率最高的第二大疾病。由于大多數(shù)患者在確診時(shí)存在腫瘤轉(zhuǎn)移、術(shù)后或放化療后短期內(nèi)復(fù)發(fā)，5年相對(duì)存活率僅為17%[1]。因?yàn)榇嬖诨熌退幓蜃畛跛幬镏委煏r(shí)即引起獲得性耐藥，轉(zhuǎn)移性NSCLC 通常是無(wú)法治愈的。Notch、Hedgehog 和Wnt信號(hào)通路對(duì)調(diào)控腫瘤干細(xì)胞的生長(zhǎng)及對(duì)化療藥物耐藥性均發(fā)揮重要作用[2]。本綜述將重點(diǎn)討論Wnt 通路在NSCLC 中的作用，對(duì)目前已知的Wnt 通路的相關(guān)作用因子的增加或減少與細(xì)胞生長(zhǎng)、增殖以及NSCLC患者預(yù)后、抗藥性的關(guān)系。

1 Wnt信號(hào)通路及作用機(jī)制

Wnt信號(hào)傳導(dǎo)通路參與細(xì)胞的增殖、分化、運(yùn)動(dòng)及凋亡等過(guò)程，是細(xì)胞發(fā)育所必需的，調(diào)節(jié)著細(xì)胞的行為及細(xì)胞的相互作用。Wnt 主要通過(guò)3種途徑進(jìn)行傳導(dǎo):1)經(jīng)典Wnt信號(hào)途徑，即Wnt/β-catenin信號(hào)通路，這條通路激活后將募集細(xì)胞質(zhì)內(nèi)的β-cantenin 轉(zhuǎn)移入細(xì)胞系啟動(dòng)靶基因的表達(dá);反之，β-catenin在沒(méi)有Wnt信號(hào)存在時(shí)就被APC-Axin-GSK3β-CK 復(fù)合體泛素化降解，通路即處于關(guān)閉狀態(tài)[3];2)Wnt/PcR 通路，主要作用可能是參與胚胎發(fā)育時(shí)期其細(xì)胞骨架的重排調(diào)控;3)Wnt/Ca2+途徑，通路由Wnt-5a 或Wnt-l1 激活，活化后的CDK2和PKC 使胞內(nèi)鈣離子濃度升高，導(dǎo)致NFAT 在核內(nèi)蓄積誘導(dǎo)靶基因的表達(dá)。

2 Wnt信號(hào)通路抑制劑

Wnt 抑制劑包括分泌相關(guān)性蛋白(sFRPs)、Dab2、Wnt 抑制因子1(WIF-1)、Cerberus、Dickkopf家族、Dvl 拮抗劑和人類HDPR1。Wnt 家族的一些成員，如Wnt-5b，也可能通過(guò)GSK-3β 激活β-catenin 下調(diào)從而阻止經(jīng)典Wnt信號(hào)[4]。抗感染藥物，維生素A 和D，各種植物多酚類物質(zhì)(如姜黃素)和一些小分子藥物也可以抑制Wnt/β-catenin通路，Wnt 通路抑制劑sFRP-1 下調(diào)轉(zhuǎn)錄生長(zhǎng)因子β1 誘導(dǎo)NSCLC 細(xì)胞系的上皮間充質(zhì)轉(zhuǎn)化[5]。

3 Wnt信號(hào)通路與肺癌的發(fā)生

在小鼠模型中，激活Wnt信號(hào)可增加腫瘤發(fā)生的概率[6]，越來(lái)越多的證據(jù)表明，Wnt 通路在NSCLC的發(fā)展中起重要作用。在培養(yǎng)出的呼吸道上皮細(xì)胞中，香煙煙氣成分調(diào)節(jié)Wnt 和Hedgehog 信號(hào)[7]，Kras 轉(zhuǎn)基因小鼠肺組織中的Wnt 通路基因上調(diào)，明顯增加腫瘤發(fā)生概率[8]。

4 Wnt信號(hào)通路在NSCLC 中的作用

肺癌細(xì)胞中的Sulf-1、Sulf-2、mir-21 及骨膜蛋白可以激活Wnt信號(hào)[9]。NSCLC組織中，Wnt 通路因子如Wnt-1 存在過(guò)表達(dá)[10]。Wnt 通路的激活和Wnt-1 過(guò)表達(dá)與臨床預(yù)后不良也有關(guān)。通過(guò)抗Wnt-1單克隆抗體、小分子干擾RNA(SiRNA)或其他方法下調(diào)Wnt信號(hào)通路抑制Wnt-1表達(dá)促進(jìn)腫瘤細(xì)胞的凋亡、抑制腫瘤擴(kuò)散和異種移植瘤生長(zhǎng)，減少細(xì)胞活性和侵襲性，誘導(dǎo)表型分化[11]。

NSCLCs 也可能存在Wnt-2、Wnt-3、Wnt-5a 和Wnt-11的過(guò)表達(dá)。在NSCLC 癌細(xì)胞系和異種移植癌細(xì)胞中，利用單克隆抗體、siRNA 及短發(fā)卡RNA(shRNA)等抑制Wnt-2，可誘導(dǎo)細(xì)胞凋亡，減少細(xì)胞定植，抑制異種移植瘤生長(zhǎng)，胞質(zhì)β-catenin 和存活素表達(dá)下降，TCF 依賴的轉(zhuǎn)錄活性降低[12]。NSCLC中Wnt-3 與Wnt-1 作用類似，其過(guò)表達(dá)與不良預(yù)后相關(guān)。同樣，Wnt-5a 基因也與不良預(yù)后相關(guān)，與Wnt-1、2和3 不同的是，Wnt-5a是非經(jīng)典Wnt 通路因子，它也可以鈣通量通路作用于Dvl-3 阻斷Wnt經(jīng)典通路[13]。Wnt-5a 過(guò)表達(dá)在鱗狀細(xì)胞癌和吸煙者尤為常見(jiàn)，而這種過(guò)表達(dá)與Wnt 經(jīng)典通路的下調(diào)有關(guān)[14]。

5 Wnt信號(hào)通路抑制劑在NSCLC 中的作用

Axin蛋白是一個(gè)Wnt/β-catenin信號(hào)負(fù)調(diào)節(jié)蛋白，tankyrase-1、2 可引起Axin蛋白調(diào)節(jié)失衡，tankyrase 抑制劑可減少肺癌細(xì)胞增殖，抑制異種移植腫瘤生長(zhǎng)，增加Axin-1水平[15]，抑制Wnt 相關(guān)熒光素酶，增強(qiáng)EGFR 抑制劑的作用。

GSK3β抑制Wnt 經(jīng)典信號(hào)通路并且在調(diào)節(jié)細(xì)胞增殖與凋亡平衡中發(fā)揮重要作用[16]。EGFR 磷酸化GSK3β 形成失活狀態(tài)p-GSK3β-ser9。在NSCLC 標(biāo)本中，p-GSK3β-ser9表達(dá)與PTEN 和Ki-67表達(dá)呈負(fù)相關(guān)，與EGFR的表達(dá)呈正相關(guān)。p-GSK3β-ser9 和EGFR表達(dá)與NSCLC的生存期短有關(guān)。

盡管Dkk-1是Wnt 通路抑制劑，但肺癌患者血清Dkk-1水平伴隨腫瘤分期及遠(yuǎn)處轉(zhuǎn)移逐漸升高，與生存率呈負(fù)相關(guān)，Dkk-1 甲基化更有利于提示預(yù)后良好[17]。

6 Wnt信號(hào)通路與抗藥性

腫瘤細(xì)胞表達(dá)Wnt 相關(guān)因子可抵抗藥物治療誘導(dǎo)的細(xì)胞凋亡，Wnt/β-catenin信號(hào)可誘導(dǎo)抵抗因子MDR-1、生存素和Livin的基因轉(zhuǎn)錄[18]。NSCLC的A549 細(xì)胞系中Wnt 通路激活與順鉑耐藥性有關(guān)[19]。NSCLC 異體移植瘤接受以鉑類為基礎(chǔ)的化療后可增加Wnt 通路基因的表達(dá)，提示這些基因有對(duì)藥物作用抵抗的反應(yīng)[20]。A549 細(xì)胞暴露于Wnt抑制劑gdk-100017后，Wnt 通路目標(biāo)基因下調(diào)、細(xì)胞增殖受抑制及放療敏感性增強(qiáng)[21]。另外，Wnt 受體FZD-8 對(duì)多西他賽敏感的NSCLC 有抑制作用[22]。因此，Wnt 通路相關(guān)因子的表達(dá)可以幫助識(shí)別對(duì)放化療不敏感的患者。

7 Wnt在NSCLC的靶標(biāo)治療現(xiàn)狀

Wnt通路在NSCLC具有重要的生物學(xué)意義，被證實(shí)是潛在的藥物作用靶點(diǎn)。如前所述，Wnt-1、Wnt-2、Wnt-5a 和FZD-8 等的抑制作用能有效的治療NSCLC 細(xì)胞系和/或異種移植瘤，由于蛋白質(zhì)-蛋白質(zhì)之間的相互作用性質(zhì)，對(duì)腸胃和骨髓干細(xì)胞有潛在的毒性，可能對(duì)細(xì)胞黏附有負(fù)面影響[23]，因此早期阻斷Wnt 通路很難有臨床意義。然而，許多Wnt 通路抑制劑已進(jìn)入臨床前期試驗(yàn)，包括OMP-18R5、OMP-54F28、LGK974 和pri-724[24]。另外一些Wnt 通路抑制劑尚在臨床前期開發(fā)中，包括tankyrase 抑制劑XAV939、JW55、G007-LK、G244-LM等[25]。

8 小結(jié)與展望

Wnt信號(hào)通路是個(gè)復(fù)雜的網(wǎng)絡(luò)體系，它與其他信號(hào)通路途徑比如受體酪氨酸激酶、Notch 通路和Hedgehog 通路有著千絲萬(wàn)縷的聯(lián)系，其中大量的作用因子對(duì)腫瘤的生長(zhǎng)和抑制具有關(guān)鍵性作用，但是Wnt 與其他信號(hào)通路在NSCLC 中相互作用機(jī)制還不十分清楚;另外，Wnt 在NSCLC 發(fā)生、發(fā)展及腫瘤抗藥性中起重要作用，Wnt 抑制因子增加或缺失是NSCLC的一個(gè)顯著性特征，Wnt 在腫瘤不同分期中引起的耐藥性是否具有差異性以及阻斷Wnt 通路治療NSCLC的最佳時(shí)期還有待進(jìn)一步研究;Wnt 通路在體內(nèi)的作用廣泛，完全阻斷該通路將引起嚴(yán)重不良后果，研制出Wnt信號(hào)通路中各種不同組成成分的特異性抑制劑，將為NSCLC的治療提供廣闊的前景;Wnt 通路的信號(hào)調(diào)控作用提示其是可供探索的分子靶點(diǎn)，也為晚期NSCLC 治療帶來(lái)了新希望。

[1]Siegel R，Naishadham D，Jemal A.Cancer statistics[J].CA Cancer J Clin，2013，63:11-30.

[2]Takebe N，Nguyen D，Yang SX.Targeting notchsignaling pathway in cancer:clinical development advances and challenges[J].Pharmacol Ther，2014，141:140-149.

[3]閆喆，段惠軍.Wnt/β-catenin信號(hào)途徑與腎臟疾病[J].基礎(chǔ)醫(yī)學(xué)與臨床，2010，30:1342-1345.

[4]van Tienen FH，Laeremans H，vander Kallen CJ，et al.Wnt5b stimulates adipogenesis by activating PPARgamma，and inhibiting the beta-catenin dependent Wnt signaling pathway together with Wnt5a[J].Biochem Biophys Res Comm，2009，387:207-211.

[5]Ren J，Wang R，Huang G，et al.sFRP1 inhibits epithelial-mesenchymal transition in A549 human lung adenocarcinoma cell line[J].Cancer Biother Radiopharm，2013，28:565-571.

[6]Vaughan AE，Halbert CL，Wootton SK，et al.Lung cancer in mice induced by the jaagsiekte sheep retrovirus envelope protein is not maintained by rare cancer stem cells，but tumorigenicity does correlate with Wnt pathway activation[J].Mol Cancer Res，2012，10:86-95.

[7]Liu F，Killian JK，Yang M，et al.Epigenomic alterations and gene expression profiles in respiratory epithelia exposed to cigarette smoke condensate[J].Oncogene，2010，29:3650-3664.

[8]Pacheco-Pinedo EC，Durham AC，Stewart KM，et al.Wnt/beta-catenin signaling accelerates mouse lung tumorigenesis by imposing an embryonic distal progenitor phenotype on lung epithelium[J].J Clin Invest，2011，121:1935-1945.

[9]Gao W，Xu J，Liu L，et al.A systematic-analysis ofpredicted miR-21 targets identifies a signature for lung cancer[J].Biomed Pharmacother，2012，66:21-28.

[10]Liang Y1，Liu M，Wang P，et al.Analysis of 20 genes at chromosome band 12q13:RACGAP1 and MCRS1 overexpression in nonsmall-cell lung cancer[J].Genes Chromosomes Cancer，2013，52:305-315

[11]Lee JS，Hur MW，Lee SK，et al.A novel sLRP6E1E2 inhibits canonical Wnt signaling，epithelial-to-mesenchymal transition，and induces mitochondria-dependent apoptosis in lung cancer[J].PLoS One，2012，doi:10.1371/journal.pone.0036520.

[12]Nakashima N，Liu D，Huang CL，et al.Wnt3 gene expression promotes tumor progression in non-small cell lung cancer[J].Lung Cancer，2012，76:228-234.

[13]Kikuchi A，Yamamoto H，Sato A，et al.Wnt5a:its signalling，functions and implication in diseases[J].Acta Physiol (Oxford)，2012，204:17-33.

[14]Whang YM，Jo U，Sung JS，et al.Wnt5a is associated with cigarette smoke-related lung carcinogenesis via protein kinase C[J].PLoS One，2013，doi:10.1371/journal.pone.0053012.

[15]Busch AM，Johnson KC，Stan RV，et al.Evidence for tankyrases as antineoplastic targets in lung cancer[J].BMC Cancer，2013，doi:10.1186/1471-2407-13-211.

[16]Park JH，Kwon HY，Sohn EJ，et al.Inhibition of Wnt/βcatenin signaling mediates ursolic acid-induced apoptosis in PC-3 prostate cancer cells[J].Pharmacol Rep，2013，65:1366-1374.

[17]Na Y，Lee SM，Kim DS，Park JY.Promoter methylation of Wnt antagonist DKK1 gene and prognostic value in Korean patients with non-small cell lung cancers[J].Cancer Biomark，2012，12:73-79.

[18]Gao Y，Liu Z，Zhang X，et al.Inhibition of cytoplasmic GSK-3β increases cisplatin resistance through activation of Wnt/β-catenin signaling in A549/DDP cells[J].Cancer Lett，2013，336:231-239.

[19]Gao Y，Liu Z，Zhang X，et al.Inhibition of cytoplasmic GSK-3beta increases cisplatin resistance through activation of Wnt/beta-catenin signaling in A549/DDP cells[J].Cancer Lett，2013，336:231-239.

[20]Zhao J，Ma MZ，Ren H，et al.Anti-HDGF targets cancer and cancer stromal stem cells resistant to chemotherapy[J].Clin Cancer Res，2013，19:3567-3576.

[21]Lee SB，Gong YD，Park YI，et al.2，3，6-Trisubstituted quinoxaline derivative，a small molecule inhibitor of the Wnt/beta-catenin signaling pathway，suppresses cell proliferation and enhances radiosensitivity in A549/Wnt2 cells[J].Biochem Biophys Res Comm，2013，431:746-752.

[22]Wang HQ，Xu ML，Ma J，et al.Frizzled-8 as a putative therapeutic target in human lung cancer[J].Biochem Biophys Res Comm，2012，417:62-66.

[23]Watanabe K，Dai X.Winning WNT:race to Wnt signaling inhibitors[J].Proc Natl Acad Sci U S A，2011，108:5929-5930.

[24]Lenz HJ，Kahn M.Safely Targeting Cancer Stem Cells Via Selective Catenin Coactivator Antagonism[J].Cancer Sci，2014，doi:10.1111/cas.12471.

[25]Lau T，Chan E，Callow M，et al.A novel tankyrase small-molecule inhibitor suppresses APC mutation-driven colorectal tumor growth[J].Cancer Res，2013，73:3132-3144.