Wnt信號(hào)通路在口腔鱗癌發(fā)生發(fā)展中作用的研究進(jìn)展

張美琴,喬春燕,高蘊(yùn)波,劉 紅

(1.吉林大學(xué)口腔醫(yī)院 綜合科;2.吉林省牙發(fā)育及頜骨重塑與再生重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室;3.吉林大學(xué)口腔醫(yī)院 病理科,吉林 長(zhǎng)春130021)

口腔鱗狀細(xì)胞癌(oral squamous cell cancer,OSCC)是口腔頜面部常見的高度惡性腫瘤之一。它具有局部浸潤(rùn)性強(qiáng)、頸淋巴結(jié)轉(zhuǎn)移率高的特點(diǎn)。口腔鱗狀細(xì)胞癌患者的治療選擇有限,5年生存率較低。因此,了解口腔鱗癌的發(fā)病機(jī)制,尋找影響口腔鱗癌進(jìn)展的重要靶點(diǎn),對(duì)改善口腔鱗癌患者的預(yù)后具有積極意義。

Wnt信號(hào)通路廣泛存在于生物體內(nèi),調(diào)控著多種細(xì)胞生命活動(dòng)。該通路決定了細(xì)胞在發(fā)育過(guò)程中的分化命運(yùn),在細(xì)胞增殖和成熟過(guò)程中起著重要作用。Wnt信號(hào)通路也與腫瘤發(fā)生密切相關(guān)。據(jù)報(bào)道,它與多種腫瘤的起源有關(guān)[1-3]。研究發(fā)現(xiàn),Wnt信號(hào)通路通過(guò)激活其下游靶基因而導(dǎo)致口腔鱗癌的發(fā)生和發(fā)展。本文將闡述Wnt信號(hào)通路在口腔鱗癌中的作用和調(diào)控方法。

1 Wnt 信號(hào)通路概述

Wnt 信號(hào)通路高度保守,在各種生物過(guò)程中發(fā)揮著重要作用。Wnt信號(hào)通路包括1條經(jīng)典和3條非經(jīng)典通路。目前,對(duì)前者的研究較為普遍。Wnt 經(jīng)典通路,又稱為β-連環(huán)蛋白(β-catenin)依賴性途徑。在Wnt蛋白存在的情況下,Wnt蛋白與胞膜表面的特異性受體結(jié)合,經(jīng)過(guò)一系列下游因子的信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo),使β-catenin在細(xì)胞質(zhì)中聚集。當(dāng)β-catenin達(dá)到一定濃度后,逐漸向細(xì)胞核內(nèi)轉(zhuǎn)移并與核內(nèi)的T細(xì)胞因子/淋巴增強(qiáng)因子(TCF/LEF)結(jié)合,最終啟動(dòng)原癌基因c-Myc、cyclin D1等靶基因轉(zhuǎn)錄,導(dǎo)致腫瘤的發(fā)生。

2 Wnt信號(hào)通路在OSCC中異常表達(dá)

已經(jīng)有研究發(fā)現(xiàn)Wnt信號(hào)通路的激活可導(dǎo)致口腔鱗癌的發(fā)生與發(fā)展。段艷軍等[4]發(fā)現(xiàn)采用Wnt信號(hào)通路抑制劑ETC-159處理OSCC-15細(xì)胞12 h和24 h后,細(xì)胞增殖遷移能力下降,進(jìn)一步檢測(cè)發(fā)現(xiàn)細(xì)胞中c-MyC、cyclinD1、CD146水平均明顯降低,提示ETC-159可能通過(guò)抑制Wnt信號(hào)通路進(jìn)而抑制OSCC-15細(xì)胞的增殖遷移能力。張燕等[5]采集了60例OSCC患者的臨床標(biāo)本,發(fā)現(xiàn)Wnt1在OSCC中高表達(dá),且與淋巴結(jié)轉(zhuǎn)移相關(guān)。

陳順金等[6]通過(guò)免疫實(shí)驗(yàn)檢測(cè)發(fā)現(xiàn),在OSCC腫瘤細(xì)胞中EMT相關(guān)蛋白Slug及Swist表達(dá)水平明顯上升,當(dāng)抑制Wnt通路后,EMT相關(guān)蛋白Slug及Swist的表達(dá)水平顯著降低,提示W(wǎng)nt通路能顯著增強(qiáng)EMT轉(zhuǎn)化,從而在OSCC侵襲轉(zhuǎn)移中起重要作用。Le等的研究表明,頭頸部鱗狀細(xì)胞癌中Wnt通路的激活增加了腫瘤干細(xì)胞的成球能力和侵襲性[7]。這提示W(wǎng)nt信號(hào)通路至少可通過(guò)增強(qiáng)腫瘤EMT及腫瘤干細(xì)胞成球能力促進(jìn)OSCC的侵襲轉(zhuǎn)移。

綜上,Wnt通路在OSCC發(fā)生及發(fā)展具有一定的調(diào)控作用,但其具體的調(diào)控機(jī)制還需進(jìn)一步探究,因此,通過(guò)查閱相關(guān)文獻(xiàn),收集整理了可通過(guò)調(diào)節(jié)Wnt通路活性進(jìn)而影響OSCC發(fā)生發(fā)展的基因、蛋白及非編碼RNAs,有望成為未來(lái)OSCC治療的新靶點(diǎn)。

3 Wnt信號(hào)通路的影響因素及對(duì)OSCC發(fā)生發(fā)展的影響

3.1 基因及蛋白

3.1.1APC

抑癌基因APC(adenomatous polyposis coli)是調(diào)控Wnt信號(hào)通路的關(guān)鍵基因。研究[8]表明APC蛋白參與組成Wnt信號(hào)通路β-catenin破壞復(fù)合體,可參與β-catenin濃度的調(diào)節(jié)過(guò)程,促進(jìn)OSCC的進(jìn)展。Goi等[9]對(duì)60例口腔鱗癌樣本進(jìn)行免疫組化分析,發(fā)現(xiàn)不同分化水平的口腔鱗癌中APC蛋白表達(dá)均明顯高于正常組織。Xu等[10]報(bào)道APC5 可能誘導(dǎo)OSCC細(xì)胞的G1/S 期阻滯,并且與Axin 的協(xié)同作用阻滯細(xì)胞生長(zhǎng)。這些發(fā)現(xiàn)表明APC有希望成為OSCC治療的新靶點(diǎn)。

3.1.2DKKs

DKK家族由DKK1-DKK4 4個(gè)成員組成,DKKs 可通過(guò)競(jìng)爭(zhēng)性結(jié)合Wnt受體從而抑制 Wnt 通路[11]。已有研究[12]表明DKK1可抑制Wnt3a影響Wnt通路,進(jìn)而抑制OSCC的進(jìn)展。張素欣等[13]發(fā)現(xiàn)在OSCC中DKK-3表達(dá)量低且啟動(dòng)子區(qū)甲基化率高,這可能導(dǎo)致其轉(zhuǎn)錄沉默,從而導(dǎo)致OSCC的發(fā)生。Kheirandish等[14]實(shí)驗(yàn)表明,與對(duì)照組相比,OSCC 樣本中的DKK2和DKK4啟動(dòng)子區(qū)甲基化,且其未甲基化比例與腫瘤分化程度呈正相關(guān)。以上發(fā)現(xiàn)提示DKKs的去甲基化藥物可能有助于OSCC的治療。

3.1.3CXCR4

CXCR4是一種趨化因子受體,孫海濱等[15]實(shí)驗(yàn)研究表明CXCR4在口腔鱗癌中高表達(dá),并可能與頸淋巴轉(zhuǎn)移密切相關(guān)。有研究[16]通過(guò)建立裸鼠皮下舌鱗癌模型并敲除CXCR4基因表達(dá),結(jié)果表明,Wnt通路中相關(guān)基因MMP-2、MMP-9、N-cadherin的表達(dá)受到顯著抑制,舌鱗癌的遷移侵襲能力也受到抑制。這些發(fā)現(xiàn)表明CXCR4能通過(guò)增加Wnt通路活性促進(jìn)口腔鱗癌的增殖遷移。

3.1.4SFRP2

分泌型卷曲相關(guān)蛋白(secreted frizzled-related proteins,SFRPs)是一種分泌型糖蛋白,可通過(guò)結(jié)合Wnt蛋白或其受體來(lái)影響Wnt通路的活性。Marimuthu等[17]研究表明,sFRP2在低分化OSCC和研究期間存活的患者中表達(dá)顯著上調(diào)(>2年隨訪)。研究[18]表明,SFRP2的高表達(dá)可以顯著抑制小鼠移植瘤的增殖(P<0.05);且cyclin D1表達(dá)水平顯著降低。該研究證實(shí)SFRP2能夠通過(guò)調(diào)控細(xì)胞周期并部分影響Wnt信號(hào)通路,抑制OSCC的發(fā)生發(fā)展。

3.1.5LEF1

淋巴增強(qiáng)子結(jié)合因子1(LEF1)是一種轉(zhuǎn)錄因子,主要參與經(jīng)典 Wnt/β-catenin 信號(hào)通路。Su等[19]證實(shí),與非腫瘤口腔黏膜相比,LEF1 在 OSCC 中過(guò)度表達(dá),較高的 LEF1 表達(dá)與淋巴血管浸潤(rùn)和總體存活率降低有關(guān)。在正常組織和癌組織之間LEF1表達(dá)差異明顯,而其他標(biāo)記物(例如 TCF4)表達(dá)保持不變,提示 LEF1 可作為區(qū)分 OSCC 與非腫瘤口腔黏膜的理想生物標(biāo)記物。此外,LEF1 表達(dá)與不良預(yù)后顯著相關(guān),提示LEF可做為預(yù)測(cè)OSCC患者預(yù)后和適當(dāng)治療的較好標(biāo)志物。

3.1.6Galectin-3

半乳糖凝集素-3(Galectin-3)具有高度保守的序列,參與包括細(xì)胞凋亡、遷移、增殖及血管生成等在內(nèi)的多種生命活動(dòng)[20]。Fang等[21]證實(shí),在口腔鱗癌中Galectin-3表達(dá)顯著高于鄰近組織;Galectin-3 經(jīng)RNA干擾后,不僅細(xì)胞存活率、侵襲能力明顯下降,而且MMP-2、MMP-9、β-catenin和cyclin D1表達(dá)明顯降低,表明抑制Wnt通路可通過(guò)抑制Galectin-3基因在口腔鱗癌中的表達(dá)來(lái)實(shí)現(xiàn),從而促進(jìn)癌細(xì)胞凋亡、減少侵襲。

3.1.7Nav1.5

電壓門控鈉通道(VGSC)是完整的膜蛋白,可形成離子通道并通過(guò)細(xì)胞質(zhì)膜傳導(dǎo)鈉離子(Na+),產(chǎn)生動(dòng)作電位并使細(xì)胞興奮。VGSC 家族有9個(gè)α亞基,分別命名為 Nav1.1-Nav1.9。Liu等[22]發(fā)現(xiàn)OSCC 細(xì)胞中Nav1.5主要在細(xì)胞膜和細(xì)胞質(zhì)高表達(dá);且在有淋巴結(jié)轉(zhuǎn)移和無(wú)淋巴結(jié)轉(zhuǎn)移的組織中表達(dá)量存在顯著差異。Xu等[23]證實(shí),與對(duì)照組相比,Nav1.5沉默組β-catenin、cyclin D1和c-Myc的表達(dá)量都明顯降低(P<0.05)。這些數(shù)據(jù)表明,Nav1.5可能通過(guò)激活Wnt/β-catenin信號(hào)通路來(lái)促進(jìn)OSCC細(xì)胞的惡性進(jìn)展。

3.2 非編碼RNAs

近年來(lái)隨著科技的進(jìn)步,非編碼RNA(non-coding RNA,ncRNA)被證實(shí)在基因調(diào)控的多個(gè)方面都發(fā)揮著重要的作用。研究發(fā)現(xiàn)ncRNA在OSCC中表達(dá)失調(diào),調(diào)控腫瘤的惡性進(jìn)展[24-25]。在眾多的非編碼RNA中,微小 RNA(microRNA,miRNA)和長(zhǎng)鏈非編碼RNA(long non-coding RNA,lncRNA)是目前已知的兩種重要的ncRNA,在正常情況下會(huì)發(fā)揮抑癌或致癌作用,但當(dāng)其表達(dá)異常時(shí)可通過(guò)調(diào)節(jié) Wnt信號(hào)通路活性促進(jìn)腫瘤發(fā)生和轉(zhuǎn)移[26-28]。

3.2.1miR-223

Wei等[29]研究發(fā)現(xiàn)miR-223表達(dá)與OSCC細(xì)胞侵襲和遷移能力呈負(fù)相關(guān)。在 miR-223 過(guò)表達(dá)細(xì)胞中Wnt通路的下游蛋白c-Myc、c-Jun、CD44 和 MMP-7 的表達(dá)低于對(duì)照組,從而抑制Wnt/β-catenin 信號(hào)通路降低 OSCC 的侵襲和遷移能力。

3.2.2miR-29a

Huang等[30]收集103名OSCC 患者組織樣本,實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明miR-29a在OSCC組織和細(xì)胞中表達(dá)降低(P<0.05),上調(diào)其表達(dá)能顯著抑制口腔鱗癌惡性進(jìn)展。此外,與 NC 相比,使用miR-29a模擬物轉(zhuǎn)染顯著抑制 β-catenin、C-myc、Bcl-2、MMP-9 和 cyclinD1 的表達(dá)(P<0.05),并抑制 Wnt通路活性。該研究表明 miR-29a可能通過(guò)抑制Wnt信號(hào)通路,抑制口腔鱗癌的發(fā)生發(fā)展。

3.2.3miR-139-5p

miR-139-5p 在某些癌癥中具有抑癌作用,并負(fù)向調(diào)節(jié) CXCR4。為此,Jiang等[31]檢查了 miR-139-5p 和 CXCR4 在口腔鱗狀細(xì)胞癌(OSCC)中的表達(dá)和作用機(jī)制。在 OSCC 組織中,miRNA-139-5p 下調(diào),而 CXCR4 表達(dá)增加。此外,miR-139-5p 的低表達(dá)與低存活率相關(guān)。miR-139-5p 在 OSCC 中的過(guò)表達(dá)可抑制腫瘤增殖遷移并抑制 Wnt 下游因子 c-myc、cyclinD1 和 Bcl-2 的表達(dá),并且這些影響都可以通過(guò) miR-139-5p 抑制劑或 CXCR4 過(guò)表達(dá)來(lái)逆轉(zhuǎn)。這些發(fā)現(xiàn)強(qiáng)調(diào)了 miR-139-5p可通過(guò)下調(diào)CXCR4抑制Wnt信號(hào)通路調(diào)節(jié) OSCC 發(fā)生發(fā)展。

3.2.4miR-27b

目前的數(shù)據(jù)表明,與正常細(xì)胞相比,OSCC 細(xì)胞系中的 miR-27b表達(dá)下調(diào)。Liu等[32]研究發(fā)現(xiàn)miR-27b過(guò)表達(dá)可通過(guò)直接靶向抑制Wnt信號(hào)通路的活性來(lái)抑制 OSCC細(xì)胞增殖,進(jìn)一步提示miR-27b在OSCC中具有抑癌作用。該研究還證實(shí)miR-27b過(guò)表達(dá)還可靶向FZD7信號(hào)通路抑制 OSCC細(xì)胞增殖。因此,miR-27b 表達(dá)的降低可能有助于 OSCC 的腫瘤發(fā)生,其可作為 OSCC 新的分子治療靶點(diǎn)。

3.2.5lncRNA PLAC2

Chen等[33]研究證實(shí)在OSCC組織中 lncRNA PLAC2 上調(diào),過(guò)表達(dá)lncRNA PLAC2可促進(jìn) OSCC,而敲低lncRNA PLAC2 則相反;此外,其還可激活Wnt 通路,并誘導(dǎo)OSCC。蛋白印跡實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明lncRNA PLAC2 在 OSCC-9 細(xì)胞中的過(guò)表達(dá)增加了 Wnt信號(hào)通路中β-catenin、TCF-4、MMP-7、MMP-9 和 CyclinD1的表達(dá),而敲低lncRNA PLAC2 CAL-27 細(xì)胞則表現(xiàn)出相反的效果。綜上,lncRNA PLAC2 有望成為 OSCC 治療的新靶點(diǎn)。

3.2.6LncRNA MINCR

Lyu等[34]在 OSCC 組織和細(xì)胞系中觀察到相對(duì)高水平的LncRNA MINCR,通過(guò)功能測(cè)定表明,LncRNA MINCR 敲低顯著抑制 OSCC 細(xì)胞增殖和侵襲。該研究檢測(cè)了敲低LncRNA MINCR 對(duì) Wnt通路的影響,發(fā)現(xiàn)抑制LncRNA MINCR表達(dá)顯著降低了OSCC細(xì)胞中β-catenin、cyclinD1和c-myc的水平,并抑制Wnt通路,LncRNA MINCR 可能是 OSCC 中通過(guò)調(diào)節(jié) Wnt信號(hào)通路而致癌的靶點(diǎn),但其具體機(jī)制有待進(jìn)一步研究。Li等[35]證實(shí)LncRNA MINCR可通過(guò)調(diào)節(jié)miR-107/β-catenin促進(jìn)肝癌細(xì)胞增殖并抑制凋亡,這可能對(duì)研究LncRNA MINCR通過(guò)調(diào)節(jié) Wnt信號(hào)通路影響OSCC發(fā)生發(fā)展的具體機(jī)制有一定的指導(dǎo)意義。

4 小結(jié)

口腔鱗癌為高度惡性腫瘤,預(yù)后差,但其治療選擇有限。隨著精準(zhǔn)醫(yī)療觀念的崛起,靶點(diǎn)治療為這類難治病提供了新選擇?，F(xiàn)如今已有大量實(shí)驗(yàn)研究證明Wnt通路與口腔鱗癌的發(fā)生發(fā)展密切相關(guān)。通過(guò)查閱文獻(xiàn),總結(jié)了LEF1、Galectin-3、Nav1.5、lncRNA PLAC2、LncRNA MINCR 可通過(guò)增強(qiáng)Wnt通路活性來(lái)促進(jìn)腫瘤的發(fā)生發(fā)展,而 APC、DKK1、DKK3、SFRPs、CXCR4、miR-223、miR-29a、miR-139-5p、miR-27b可通過(guò)降低Wnt通路活性抑制腫瘤的發(fā)生發(fā)展,它們都可作為靶點(diǎn)調(diào)控Wnt通路活性從而影響OSCC的發(fā)生發(fā)展,這為口腔鱗癌的靶點(diǎn)治療提供了更多可能。

口腔鱗癌的發(fā)生發(fā)展是一個(gè)復(fù)雜的過(guò)程,生物體內(nèi)的Wnt通路也與其他信號(hào)通路相互交叉形成復(fù)雜的網(wǎng)絡(luò),提示要深入探討OSCC發(fā)生、發(fā)展及轉(zhuǎn)移的機(jī)制,為尋找OSCC治療新靶點(diǎn)提供理論依據(jù)。