付翠群，沈国栋，沈干，胡世莲

(1.安徽医科大学附属省立医院、安徽省立医院老年病科，合肥 230001；2.肿瘤免疫与营养治疗安徽省重点实验室)



Wnt信号异常激活途径与胃肠道肿瘤靶向治疗的研究进展

付翠群1,2，沈国栋1,2，沈干1,2，胡世莲1,2

(1.安徽医科大学附属省立医院、安徽省立医院老年病科，合肥 230001；2.肿瘤免疫与营养治疗安徽省重点实验室)

胃肠道肿瘤是全球最常见的肿瘤之一，并且是癌症死亡的主要原因。异常激活的Wnt信号通路对人类胃肠道肿瘤的发生和发展产生重要的影响[1]。这是由于Wnt/β-catenin在生物进化和多种生物功能的调节上是一个高度保守的信号通路，因此抑制Wnt信号通路异常激活可能是胃肠道肿瘤靶向治疗的一种新方法[2]。Wnt信号通路异常激活在胃肠道肿瘤的形成和发展有重要的作用，而且其异常激活的过程很复杂，不同的物质对其激活的途径不同，即使相同的物质在环境改变的情况下对其激活的方法和途径也有所不同。

1与Wnt/β-catenin/TCF4相互作用影响胃肠道肿瘤的形成与发展

1.1与β-catenin/TCF4复合物相互作用

1.1.1与β-catenin/TCF4形成新的复合物多种物质通过与β-catenin/TCF4结合形成新的复合物来调节Wnt通路的活性，对胃肠道肿瘤的形成和发展产生调控作用。在结肠癌中TCF家族成员TCF3通过阻碍 MYC’3 WRE与TCF4/β-catenin复合物结合抑制MYC的表达。当用shRNAs干扰TCF3使其减少时MYC’3 WRE更容易与TCF4/β-catenin复合物结合，通过抑制GSK3b来激活Wnt/β-catenin下游信号而引起TCF3与TCF4/β-catenin 复合物相互交换激活MYC的表达，并且原癌基因MYC的表达促使肿瘤发生和发展[3]。

研究证明LHX 基因在多种生长发育过程中有着重要的作用。经QRT-PCR和免疫组织化学实验证实与健康对照组相比在结直肠癌患者的肿瘤组织中LHXs基因是上调的。在结直肠癌中LHX4的表达与调高的β-catenin水平相关联，β-catenin发挥功能依赖其致瘤作用。LHX4还促进TCF4与β-catenin结合并形成稳定的LHX4/TCF4/β-catenin复合物激活下游靶基因而启动致瘤基因[4]。

1.1.2与β-catenin/TCF4不形成新的复合物有些物质不与β-catenin/TCF4形成新的复合物，而是直接或间接与其相互作用来调节Wnt信号通路的活性。例如TRIB2(A member of the Tribbles family of pseudokinase proteins)，zinc and ring finger 3 (ZNRF3)等都是与β-catenin/TCF4相互作用直接调节Wnt信号通路活性，而不与之形成复合物。

TRIB2通过降低TCF4和β-catenin的稳定性抑制Wnt信号通路的活性。TRIB2 与 E3连接酶β-TrCP，COP1 和 Smurf1相关联来降低TCF4/β-catenin复合物的表达。在TRIB2 蛋白内如果E3连接酶的绑定区域缺失可减少TCF4/β-catenin的泛素化，增加β-catenin在核内的积聚，导致肿瘤形成[5]。

在胃癌细胞株SGC-7901中研究ZNRF3与肿瘤细胞增殖和凋亡之间的关系，将SGC7901细胞株通过转染法高表达ZNRF3，用细胞计数法证实高表达ZNRF3 可诱导细胞凋亡并抑制细胞增殖。而ZNRF3过表达细胞株与空转对照组相比 β-catenin 和TCF-4 蛋白表达衰减。进而证实ZNRF3可通过影响Wnt/β-catenin/TCF抑制细胞的生长并促进细胞凋亡抑制胃腺癌的发展[6]。

当前的实验研究证实在幽门螺杆菌(HP)阳性患者中β-catenin 和TCF4蛋白的表达明显高于阴性患者，特别是肠型的胃癌患者。这表明HP可能使E-cadherin/β-catenin复合物破裂，β-catenin 进入核内与TCF4结合，导致TCF4蛋白高表达，进而导致肠型胃癌的形成。随着胃癌的形成，E-cadherin和β-catenin的表达逐渐减弱，而TCF4的表达却逐渐增高。在胃癌患者中幽门螺杆菌感染者在胞质和胞核中E-cadherin和β-catenin显著增高，特别是肠型胃癌患者[7]。

1.2单独与β-catenin相互作用还有很多物质可以通过与β-catenin相互作用间接对胃肠道肿瘤的形成和发展进行调节，这些物质既可以与β-catenin形成正向调节作用又可以形成负向调节作用。

1.2.1正向调节作用HMGA1(high mobility group A1)和KDM4B都有正向调节β-catenin进而异常激活Wnt信号通路，促进肿瘤的形成与发展的作用。有学者证实在结直肠癌细胞株中HMGA1有诱导细胞增殖的功能，并通过与β-catenin相互作用正向调节Wnt信号通路，促进β-catenin-TCF4复合物的形成[7]。在结直肠癌中组蛋白去甲基酶KDM4B的量是上调的，并且HT-29细胞株的高效无性生长需要KDM4B[8]。体内体外试验证实KDM4B和β-catenin形成复合物，这可能与KDM4B的第353-740位核心氨基酸有关，KDM4B 的过表达促进β-catenin转录导致肿瘤形成[9]。

1.2.2负向调节作用β-catenin,cMyc,和ITF2在人结肠癌中的含量与正常对照相比较明显增多。在人结直肠癌中ITF2对β-catenin-TCF4复合物及其靶基因的表达都有负向调节的作用。ITF2通过与TCF4竞争性结合 β-catenin来抑制 β-catenin-TCF4复合物的形成。人结直肠癌细胞株中稳转入ITF2基因并表达可降低其在小鼠体内的增殖和成瘤能力，而用 shRNA敲低ITF2则可促进肿瘤在小鼠体内的生长。基因富集实验也证实ITF2量与β-catenin-TCF4复合物的活性之间存在负相关性[10]。

1.2.3与β-catenin形成新的复合物除了正负向调节外，还可以通过与TCF4竞争性结合阻碍β-catenin-TCF4复合物的形成来调节Wnt信号通路的活性。由于SOX10启动甲基化，使得SOX10在多种消化道肿瘤细胞株和原位癌中低表达。体内体外实验证实，使低表达SOX10的肿瘤细胞株高表达SOX10可抑制细胞增殖、肿瘤形成。SOX10有与TCF4竞争性结合β-catenin，阻碍β-catenin-TCF4复合物的形成从而抑制下游靶基因转录。SOX10的突变可破坏SOX10-β-catenin的相互作用从而部分解除对肿瘤的抑制[11]。

1.3与TCF4相互作用来调节Wnt信号通路的活性C-terminal binding protein (CtBP)和thymine DNA glycosylase(TDG)虽然不与β-catenin/TCF4复合物和β-catenin相互作用，但是能和TCF4相互作用来调节Wnt信号通路活性。

在结肠癌中CtBP的过表达是非常明显的，并且在结肠癌干细胞中TCF4也是上调的。因此有人提出假设CtBP正向调节TCF4导致CSC 生长和自我更新。实验证实，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的转录活性也增加。解除对CtBP2 的抑制，CSC的成球能力和自我更新的能力都增强。MTOB抑制TCF/LEF的活性同时抑制β-catenin 下游靶基因(CD44,Snail,C-MYC 和LGR5)的mRNA转录和蛋白质合成[12]。

在DNA脱甲基筛选中，发现TDG可以使Wnt信号上调。在Wnt通路中TDG与转录因子TCF4相互作用共同激活CREB结合蛋白/p300。体内外实验证实用shRNAs 敲低TDG可抑制结直肠癌细胞株的增殖。在结直肠癌患者癌组织中TDG的含量明显比癌旁组织高[13]。

2通过对Wnt下游基因影响来调节肿瘤的形成与发展

在胃肠道肿瘤的形成与发展中Wnt下游靶基因也起着重要的作用。在上文中提到的HMGA1、SOX10、CtBP、TDG等，在与β-catenin/TCF4相互作用的同时也对其下游的靶基因进行调控，从而对胃肠道肿瘤的形成和发展产生影响。

有学者发现一些中草药通过调节Wnt下游靶基因可以对肿瘤的形成与发展进行调控。例如蕃薯叶中提取的多酚类化合物mono (3,4,and5)-caffeoylquinic acid (CQA)对Wnt信号通路有抑制作用，并能抑制TCF4转录表达及其下游靶基因的表达[14]。

3胃肠道肿瘤的靶向治疗

由于胃肠道肿瘤多发且对化疗药容易耐药，因此靶向治疗就显得尤为重要了。靶向治疗对患者来说不仅对身心的伤害小而且对肿瘤的治疗效果将远比传统方法明显[15]。上文我们提到了多种调节Wnt信号通路的途径和物质，这其中有很多可以作为靶向治疗的新靶点和潜在的靶向治疗药物。新靶点主要包括HMGA1，LIN28B/TCF7L2，WISP3，TDG等，其中LIN28B/TCF7L2可能成为晚期胃癌靶向干预治疗的新靶点，WISP3 有可能成为很好的胃癌预后指标和干预胃癌生长和转移靶向治疗一个新的靶点。潜在的靶向治疗药物主要有从贵州鼠尾草中提取的11α,12α-epoxyleukamenin E (EPLE)与5-fluorouracil联合用于治疗结直肠癌可产生协同效应；蕃薯叶中的CQA有抑制TCF4转录表达和β-catenin/TCF-4复合物的转录活性进而抑制Wnt信号通路，因此，蕃薯叶可以做为预防结直肠癌的保健食品；1,25-D3促进细胞分化并减少核β-catenin的水平和降低Wnt靶基因BCL-2,CyclinD1,Snail1,CD44和LGR5的mRNA的表达量而抑制Wnt信号通路的活性，这在防治结直肠肿瘤发生和早期肿瘤恶化中起有重要作用[16]。

4对胃肠道肿瘤有生物标记物和预后评价作用

对胃肠道肿瘤来说早期诊断和预后监测非常重要，而生物标记物可以为肿瘤的筛查和早期诊断提供依据；肿瘤预后评价可以为临床治疗提供依据[17]。

有学者证实GPR48 既可以用作结直肠癌患者评估预后的生物标记物又可作为可切除结直肠癌靶向治疗的靶点，其原理是在结直肠癌中GPR48激活β-catenin/TCF信号通路，增加其下游靶基因的表达，促进肿瘤的形成和发展[18]。我们可以通过对GPR48进行干预来治疗肿瘤，并且通过检测FPR48的水平了解患者的预后情况。其他的如WISP3可作为胃癌不良预后的指标[19]，TCF4可作为肿瘤对新辅助化疗的反应及患者不良预后的良好预测指标[20]，thymine DNA glycosylase(TDG)可能成为结直肠癌潜在生物标志物等。

5结论

Wnt信号通路在胃肠道肿瘤的形成和发展中扮演着十分重要的角色。它的异常激活伴随着肿瘤的形成和发展，使其激活的方法、途径和物质多种多样。本文主要综述了影响Wnt信号通路异常激活的多种途径和物质，这些可能都与肿瘤的形成和发展有着密切的联系。在这过程中，发现了一些可能成为胃肠道肿瘤靶向干预治疗的新靶点和潜在的靶向治疗药物，及一些生物标记物和肿瘤预后评价指标。然而，这些结果大多局限于科学研究中，真正在临床应用的却很少，如果能够将这些成果应用于临床将对胃肠道肿瘤的预防、诊断和治疗等带来质的飞跃。因此，将这些研究成果早日应用于临床是我们接下来努力的方向。

参考文献

[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] Gröschel 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.

基金项目:安徽省自然科学基金面上项目(1408085MH167)；安徽省科技攻关项目(1301042094)

作者简介：付翠群，硕士在读，E-mail：1014699023@qq.com通信作者：胡世莲，主任医师，教授，博士生导师，E-mail: hushilian@126.com

中图分类号:R735

文献标识码:A

DOI:10.3969/J.issn.1672-6790.2016.02.004

(收稿日期：2015-11-10)

·肿瘤：基础与临床·