Wnt信號(hào)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，沈國(guó)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(yíng)養(yǎng)治療安徽省重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室)

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Wnt信號(hào)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(guó)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(yíng)養(yǎng)治療安徽省重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)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(hào)通路對(duì)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(gè)高度保守的信號(hào)通路，因此抑制Wnt信號(hào)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(hào)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(duì)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(duì)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(duì)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(shí)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(hào)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(zhǎng)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(shí)驗(yàn)證實(shí)與健康對(duì)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(dòng)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(hào)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(hào)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(hào)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(jì)數(shù)法證實(shí)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(duì)照組相比 β-catenin 和TCF-4 蛋白表達(dá)衰減。進(jìn)而證實(shí)ZNRF3可通過影響Wnt/β-catenin/TCF抑制細(xì)胞的生長(zhǎng)并促進(jìn)細(xì)胞凋亡抑制胃腺癌的發(fā)展[6]。

當(dāng)前的實(shí)驗(yàn)研究證實(shí)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(dú)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(duì)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(hào)通路，促進(jìn)腫瘤的形成與發(fā)展的作用。有學(xué)者證實(shí)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(hào)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(zhǎng)需要KDM4B[8]。體內(nèi)體外試驗(yàn)證實(shí)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(duì)照相比較明顯增多。在人結(jié)直腸癌中ITF2對(duì)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(jìng)爭(zhēng)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(zhǎng)?；蚋患瘜?shí)驗(yàn)也證實(shí)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(jìng)爭(zhēng)性結(jié)合阻礙β-catenin-TCF4復(fù)合物的形成來調(diào)節(jié)Wnt信號(hào)通路的活性。由于SOX10啟動(dòng)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(shí)驗(yàn)證實(shí)，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(jìng)爭(zhēng)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(duì)腫瘤的抑制[11]。

1.3與TCF4相互作用來調(diào)節(jié)Wnt信號(hào)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(hào)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(zhǎng)和自我更新。實(shí)驗(yàn)證實(shí)，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(duì)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(shí)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(hào)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(shí)驗(yàn)證實(shí)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(duì)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(shí)也對(duì)其下游的靶基因進(jìn)行調(diào)控，從而對(duì)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(duì)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(duì)Wnt信號(hào)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(duì)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(duì)患者來說不僅對(duì)身心的傷害小而且對(duì)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(hào)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(diǎn)和潛在的靶向治療藥物。新靶點(diǎn)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(diǎn)，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(zhǎng)和轉(zhuǎn)移靶向治療一個(gè)新的靶點(diǎn)。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(hào)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(hào)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(duì)胃腸道腫瘤有生物標(biāo)記物和預(yù)后評(píng)價(jià)作用

對(duì)胃腸道腫瘤來說早期診斷和預(yù)后監(jiān)測(cè)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(píng)價(jià)可以為臨床治療提供依據(jù)[17]。

有學(xué)者證實(shí)GPR48 既可以用作結(jié)直腸癌患者評(píng)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(diǎn)，其原理是在結(jié)直腸癌中GPR48激活β-catenin/TCF信號(hào)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(duì)GPR48進(jìn)行干預(yù)來治療腫瘤，并且通過檢測(cè)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(duì)新輔助化療的反應(yīng)及患者不良預(yù)后的良好預(yù)測(cè)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(hào)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(hào)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(diǎn)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(píng)價(jià)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(duì)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。

參考文獻(xiàn)

[1]Ye Q,Yao GM,Zhang MK,et al.A novel ent-kaurane diterpenoid executes antitumor function in colorectal cancer cells by inhibiting Wnt/β-catenin signaling[J].Carcinogenesis,2015,36(3):318-326.

[2]Jr KW,Kyler SL,Rennoll SA,et al.Wnt/β-catenin signaling regulates Yes-associated protein (YAP) gene expression in colorectal carcinoma cells[J].J Biol Chem,2012,287(15):11730-11739.

[3]Meera S,Rennoll SA,Raup-Konsavage WM,et al.A dynamic exchange of TCF3 and TCF4 transcription factors controls MYC expression in colorectal cancer cells[J].Cell Cycle,2015,14(3):323-332.

[4]Cha N,Wei L,Na Y,et al.Oncogenicity of LHX4 in colorectal cancer through Wnt/β-catenin/TCF4 cascade[J].Tumor Biol,2014,35(10):10319-10324.

[5]Xu SS,Tong MH,Huang JQ,et al.TRIB2 inhibits Wnt/β-catenin/TCF4 signaling through its associated ubiquitin E3 ligases,β-TrCP,COP1 and Smurf1,in liver cancer cells[J].Febs Letters,2014,588(23):4334-4341.

[6]Zhou Y,Lan J,Wang W,et al.ZNRF3 acts as a tumour suppressor by the Wnt signalling pathway in human gastric adenocarcinoma[J].J Mol Histol,2013,44(5):555-563.

[7]Yu XW,Xu Q,Xu Y,et al.Expression of the E-cadherin/β-catenin/tcf-4 pathway in gastric diseases with relation to Helicobacter pylori infection: clinical and pathological implications[J].APICP,2014,15(1):215-220.

[8]Luke G,Jacqueline S,Kelly C,et al.KDM4B is a master regulator of the estrogen receptor signalling cascade[J].Nucleic Acids Res,2013,41(14):6892-6904.

[9]Xing J,Cao G,Fu C.HMGA1 interacts with β-catenin to positively regulate Wnt/β-catenin signaling in colorectal cancer cells[J].Pathol & Oncol Res,2014,20(4):847-851.

[10] Liu G,Bollig-Fischer A,Kreike B,et al.Genomic amplification and oncogenic properties of the GASC1 histone demethylase gene in breast cancer[J].Oncogene,2009,28(50):4491-4500.

[11] Berry WL,Tae-Dong K,Ralf J.Stimulation of β-catenin and colon cancer cell growth by the KDM4B histone demethylase[J].Int J Oncol,2014,44(4):1341-1348.

[12] Hyun-Woo S,Hyunsung C,Daeho S,et al.ITF2 prevents activation of the β-catenin-TCF4 complex in colon cancer cells and levels decrease with tumor progression[J].Gastroenterology,2014,147(2):430-442.

[13] Tong X,Li LL,Li XY,et al.SOX10,a novel HMG-box-containing tumor suppressor,inhibits growth and metastasis of digestive cancers by suppressing the Wnt/β-catenin pathway[J].Oncotarget,2014,5(21):10571-10583.

[14] Jagrut P,Somesh B,Love IM,et al.Inhibition of C-terminal binding protein attenuates transcription factor 4 signaling to selectively target colon cancer stem cells[J].Cell Cycle,2014,13(22):3506-3518.

[15] Xu X,Yu T,Shi J,et al.Thymine DNA glycosylase is a positive regulator of Wnt signaling in colorectal cancer[J].J Biol Chem,2014,289(13):8881-8890.

[16] Gavin W,Elisa M,Paola M,et al.The transcription factor GATA6 enables self-renewal of colon adenoma stem cells by repressing BMP gene expression[J].Nat Cell Biol,2014,16(7):695-707.

[17] Gr?schel C,Aggarwal A,Tennakoon S,et al.Effect of 1,25-dihydroxy vitamin D on the Wnt pathway in non-malignant colonic cells[J].J Steroid Biochem & Mol Biol,2015,154(1):1-7.

[18] Wu JH,Xie N,Xie K,et al.GPR48,a poor prognostic factor,promotes tumor metastasis and activates β-catenin/TCF signaling in colorectal cancer[J].Carcinogenesis,2013,34(12):2861-2869.

[19] Fang F,Zhao WY,Li RK,et al.Silencing of WISP3 suppresses gastric cancer cell proliferation and metastasis and inhibits Wnt/β-catenin signaling[J].Int J Clin & EM Pathol,2014,7(10):6447-6461.

[20] Dou X,Wang RB,Meng XJ,et al.The prognostic role of TCF4 expression in locally advanced rectal cancer patients treated with neoadjuvant chemoradiotherapy[J].Cancer Biom,2015,15:187-194.

基金項(xiàng)目:安徽省自然科學(xué)基金面上項(xiàng)目(1408085MH167)；安徽省科技攻關(guān)項(xiàng)目(1301042094)

作者簡(jiǎn)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(hào):R735

文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼:A

DOI:10.3969/J.issn.1672-6790.2016.02.004

(收稿日期：2015-11-10)

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