Wnt-β-catenin信號(hào)通路特異性分子靶向藥物研究進(jìn)展*

陳　榮綜述，王正根審校（南華大學(xué)附屬第二醫(yī)院消化內(nèi)科，湖南衡陽421001）

Wnt-β-catenin信號(hào)通路特異性分子靶向藥物研究進(jìn)展*

陳榮綜述，王正根△審校
（南華大學(xué)附屬第二醫(yī)院消化內(nèi)科，湖南衡陽421001）

Wnt蛋白質(zhì)類/代謝；β連環(huán)素/代謝； 抗腫瘤藥/藥理學(xué)； 信號(hào)傳導(dǎo)/藥物作用；藥物，臨床試用； 綜述

Wnt-β-鏈蛋白（β-catenin）信號(hào)通路具有調(diào)節(jié)細(xì)胞增殖、凋亡、組織修復(fù)等作用，該通路信號(hào)的異常與許多疾病相關(guān)包括纖維化、癌癥等［1-2］。該通路關(guān)鍵環(huán)節(jié)均可成為臨床治療靶點(diǎn)，目前，干預(yù)該通路的靶向治療劑取得了一定成果，部分治療劑已進(jìn)入臨床試驗(yàn)階段，但開發(fā)出安全、有效的治療藥物的任務(wù)還很艱巨。目前，經(jīng)典WNT信號(hào)通路的特異性分子靶向藥物大致有5類：β-catenin-T淋巴細(xì)胞因子（TCF）拮抗劑，散亂蛋白（Dvl）-PDZ結(jié)合劑，酶抑制劑（如O-酰基轉(zhuǎn)移酶、端錨聚合酶、激酶抑制劑），生物制劑和轉(zhuǎn)錄調(diào)節(jié)因子調(diào)節(jié)劑。

1　Wnt-β-catenin信號(hào)通路概述

Wnt-β-catenin信號(hào)通路在整個(gè)生命過程及維持組織內(nèi)穩(wěn)態(tài)方面具有重要作用，如在肝臟和肺損傷后修復(fù)［3］、細(xì)胞凋亡［4］中均具有重要作用，Wnt信號(hào)異常調(diào)節(jié)可導(dǎo)致肝纖維化［5］、腫瘤［6］等疾病的發(fā)生。

在Wnt信號(hào)級(jí)聯(lián)下β-catenin介導(dǎo)的Wnt信號(hào)通路稱為經(jīng)典Wnt信號(hào)通路，也稱為Wnt-β-catenin信號(hào)通路；而不依靠β-catenin介導(dǎo)的Wnt通路稱為非經(jīng)典Wnt信號(hào)通路。在經(jīng)典Wnt信號(hào)通路中細(xì)胞膜上7次跨膜卷曲（Fzd）蛋白一端結(jié)合細(xì)胞外Wnt配體，另一端結(jié)合胞質(zhì)內(nèi)Dvl的PDZ結(jié)構(gòu)域，在共受體低密度脂蛋白受體相關(guān)蛋白（LRP）5/6作用下細(xì)胞外信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)入細(xì)胞質(zhì)。在細(xì)胞質(zhì)中糖原合酶激酶3β、酪蛋白激酶1α、支架蛋白（Axin）、腺瘤性結(jié)腸息肉病基因蛋白等組成蛋白降解復(fù)合體，無Wnt信號(hào)時(shí)β-catenin被蛋白降解復(fù)合體磷酸化降解失活；有Wnt信號(hào)時(shí)激活的Dvl導(dǎo)致蛋白降解復(fù)合體解聚，β-catenin不被磷酸化從而轉(zhuǎn)導(dǎo)進(jìn)入核內(nèi)［7］。核內(nèi)β-catenin與TCF/淋巴增強(qiáng)因子、轉(zhuǎn)錄激動(dòng)劑，如腺苷環(huán)磷酸應(yīng)答元件結(jié)合蛋白（CBP）或其同源物腺病毒早轉(zhuǎn)基因1A區(qū)結(jié)合蛋白p300、其他轉(zhuǎn)錄因子形成活化的轉(zhuǎn)錄復(fù)合物從而活化下游靶基因［8］。轉(zhuǎn)錄并翻譯后的Wnt配體經(jīng)O-酰基轉(zhuǎn)移酶糖基化和棕櫚?；?，以及其他表達(dá)后修飾，再分泌至間質(zhì)［9］。

2　Wnt-β-catenin信號(hào)通路特異性分子靶向藥物

目前，Wnt信號(hào)通路特異性分子靶向藥物的研究取得了一定進(jìn)展，已有5類有研發(fā)前景的藥物，如β-catenin-TCF拮抗劑、Dvl-PDZ結(jié)合劑、酶抑制劑、生物制劑、轉(zhuǎn)錄調(diào)節(jié)因子調(diào)節(jié)劑等。

2.1β-catenin-TCF拮抗劑TCF與β-catenin的分子親和力相當(dāng)高（約20 nM），因此，阻滯二者結(jié)合相當(dāng)困難。但現(xiàn)已研發(fā)出許多小分子抑制劑能有效識(shí)別其之間的相互作用并抑制TCF與β-catenin結(jié)合。2004年Lepourcelet等［10］發(fā)現(xiàn)了8種化合物能抑制β-catenin-TCF復(fù)合物形成并具有劑量依賴性，其中PKF115-584和CGP 049090抑制率最高。Matsuzaki等［11］將這2個(gè)小分子用于子宮內(nèi)膜異位癥患者及動(dòng)物模型，一方面可阻止子宮內(nèi)膜異位癥纖維化進(jìn)展；另一方面還能逆轉(zhuǎn)纖維化。2014年Zhang等［12］篩選出牛尾草素乙和毛萼結(jié)2種化合物均能抑制β-catenin與TCF相互作用，在體外細(xì)胞試驗(yàn)中表現(xiàn)出對結(jié)腸癌細(xì)胞株的選擇性細(xì)胞毒性，而對正常腸黏膜細(xì)胞的細(xì)胞毒性較其他化合物小，展示出誘人的開發(fā)前景。

2.2Dvl-PDZ結(jié)合劑另一個(gè)抑制Wnt信號(hào)的靶點(diǎn)是Dvl-PDZ結(jié)構(gòu)域。Dvl是Wnt信號(hào)級(jí)聯(lián)的一個(gè)重要蛋白，轉(zhuǎn)導(dǎo)細(xì)胞外Wnt信號(hào)到下游組件。而PDZ結(jié)構(gòu)域是常見識(shí)別蛋白短肽的作用序列，Dvl利用PDZ結(jié)構(gòu)域結(jié)合到Fzd受體羧基末端。使用藥物虛擬配體篩選技術(shù)得到一些化合物在體內(nèi)抑制Fzd與PDZ相互作用，從而抑制下游信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)，如小分子化合物NSC668036，在肺纖維化小鼠模型體內(nèi)外實(shí)驗(yàn)中均能抑制β-catenin基因轉(zhuǎn)錄及轉(zhuǎn)化生長因子β1（TGFβ1）誘導(dǎo)的遷移，且抑制膠原蛋白、鈣黏蛋白的形成，能抑制肺纖維化的發(fā)生［13］。

2.3酶抑制劑酶抑制劑包括O-?；D(zhuǎn)移酶、端錨聚合酶、激酶抑制劑等，端錨聚合酶類是一種多腺苷二磷酸核糖聚合酶，作用于Axin高保真區(qū)域，促進(jìn)其泛素化和降解，破壞降解復(fù)合物穩(wěn)定性，從而調(diào)節(jié)β-catenin磷酸化［14］。幾個(gè)小分子抑制劑包括JW55通過抑制端錨聚合酶1和端錨聚合酶2，維持Axin蛋白穩(wěn)定，促進(jìn)βcatenin降解，遏制Wnt介導(dǎo)的細(xì)胞應(yīng)答。在小鼠HEK293細(xì)胞中JW55能抑制由Wnt3a誘導(dǎo)的信號(hào)（半數(shù)抑制濃度為470 nmol/L），抑制β-catenin表達(dá)，且能抑制小鼠體內(nèi)結(jié)腸腫瘤的生長［15］。端錨聚合酶抑制劑遏制Wnt介導(dǎo)的細(xì)胞應(yīng)答表明，破壞Axin蛋白穩(wěn)定性是抑制Wntβ-catenin信號(hào)級(jí)聯(lián)的一個(gè)研究方向。目前，具有高選擇性的第2代端錨聚合酶抑制劑正在研制中。O-?；D(zhuǎn)移酶在Wnt配體糖基化和棕櫚?；^程中均具有作用［16］。LGK974是一種O-酰基轉(zhuǎn)移酶抑制劑，對多種腫瘤細(xì)胞均具有抑制作用，如鼠乳腺癌、人體頭頸部鱗狀細(xì)胞癌等，同時(shí)在體內(nèi)外抑制低密度脂蛋白受體相關(guān)蛋白6的磷酸化及Axin2基因表達(dá)。以3 mg/（kg·d）飼養(yǎng)乳腺癌模型大鼠14 d后腫瘤甚至出現(xiàn)63%消退，而其他Wnt依賴的正常組織中（如腸）未出現(xiàn)異常病理性改變，但飼養(yǎng)給藥劑量增加至20 mg/（kg·d），14 d后則能觀察到腸上皮損傷，表明該類藥物有一個(gè)治療劑量窗口，因此，該類抑制劑在臨床具有廣泛應(yīng)用前景［17］。

2.4生物制劑在腫瘤中一些特定Wnt配體或Wnt受體均會(huì)呈過表達(dá)。為此目前正在研究結(jié)合游離Wnt配體或Fzd受體的抗體。在多種腫瘤中（如轉(zhuǎn)移性肝癌、肺癌、結(jié)腸癌、乳腺癌等）Fzd2受體及其配體Wnt5/6呈高表達(dá)，Gujral等［18］研發(fā)出一種Fzd2抗體，在異種移植肝癌細(xì)胞小鼠腫瘤模型中（摘除胸腺），每3天分別注射10、30 mg/kg，腫瘤大小及轉(zhuǎn)移明顯受到抑制且未發(fā)生不良反應(yīng)，為高表達(dá)Fzd2和Wnt5/6癌癥患者提供了新的治療方向。分泌型Fzd相關(guān)蛋白（sFRP）與Fzd受體具有高度同源半胱氨酸富集結(jié)構(gòu)域，可競爭性結(jié)合Wnt蛋白，且可影響Wnt信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)，對通路具有負(fù)調(diào)控作用［19］。sFRP1高表達(dá)于肺纖維化模型，在體外重組sFRP1后能抵消由TGFβ1誘導(dǎo)的上調(diào)Ⅰ型膠原的表達(dá)，且抑制β-catenin蛋白活性［20］。單克隆抗體OMP-18R5 在Wnt家族蛋白誘導(dǎo)下與Fzd1、Fzd2、Fzd5、Fzd7、Fzd8等5個(gè)Fzd受體結(jié)合，調(diào)控Wnt信號(hào)，在種植瘤細(xì)胞小鼠模型上OMP-18R5能抑制腫瘤生長，且與標(biāo)準(zhǔn)化療藥物顯示出協(xié)同作用［21］。2014年研發(fā)了一種與Fzd8受體富含半胱氨酸結(jié)構(gòu)域結(jié)合的融合蛋白，OMP-54F28能拮抗Wnt配體并抑制Wnt信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)，在臨床前實(shí)體瘤模型Ⅰa期試驗(yàn)中已確定了該藥物的安全性和毒性。

2.5轉(zhuǎn)錄調(diào)節(jié)因子調(diào)節(jié)劑從理論上講，共活化劑蛋白特異性小分子抑制劑可多達(dá)500多種，但目前尚未完全闡明。β-catenin募集轉(zhuǎn)錄調(diào)節(jié)因子CBP或其同源物p300，共同組成具有轉(zhuǎn)錄活性的轉(zhuǎn)錄復(fù)合物，并誘導(dǎo)下游靶基因表達(dá)［8］。ICG-001是一種從大腸癌細(xì)胞化合物庫中找出的小分子Wnt調(diào)節(jié)劑，在細(xì)胞核內(nèi)能特異性結(jié)合CBP，且具有高親和力（約1 nM），而不與p300相結(jié)合，在Wnt異常信號(hào)相關(guān)疾?。òI臟疾病和肺纖維化）中具有作用，在幾個(gè)臨床前腫瘤模型中還能安全地消除腫瘤干細(xì)胞耐藥性［22］。由ICG-001合成的PRI-724能抑制腫瘤形成，降低卵巢癌干細(xì)胞順鉑耐藥性，且在卵巢癌Ⅰa期臨床試驗(yàn)中具有良好的耐受性［23］。目前，正在進(jìn)行一些與PRI-724相關(guān)的試驗(yàn)包括與亞葉酸鈣、氟尿嘧啶、奧沙利鉑化療方案組合治療難治性大腸癌，與吉西他濱組合治療難治性胰腺癌的Ⅰb期臨床試驗(yàn)及實(shí)體腫瘤Ⅰ/Ⅱ期試驗(yàn)。小分子化合物IQ-1和ID-8能選擇性阻斷p300結(jié)合β-catenin，從而增加了CBP-β-catenin相互作用，且能保持小鼠和人類干細(xì)胞的多潛能性［24］。

3　結(jié)　語

自Wnt信號(hào)通路發(fā)現(xiàn)并開始進(jìn)行廣泛研究已有30多年，在過去幾年中一些小分子藥物和生物制劑相繼進(jìn)入臨床試驗(yàn)，幾個(gè)Wnt拮抗劑與細(xì)胞毒藥物聯(lián)合應(yīng)用的Ⅰb/Ⅱa期臨床試驗(yàn)也正在進(jìn)行。由于藥物的雙面性，Wnt-β-catenin信號(hào)通路靶向治療的安全性和有效性目前尚不能得到完全保證，但其在正常生理和病理生理中的作用及治療靶點(diǎn)的發(fā)現(xiàn)促使人們不斷去探索和尋找安全、有效的Wnt-β-catenin信號(hào)通路的分子靶向藥物應(yīng)用于人類。

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10.3969/j.issn.1009-5519.2016.05.022

A

1009-5519（2016）05-0700-03

湖南省教育廳科學(xué)研究項(xiàng)目（14A124）。

△，E-mail：wangzghd@qq.com。

（2015-10-16）