楊　瑩　付賀飛　周曉霞

【摘要】 Wnt信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)途徑可以分為決定細(xì)胞命運(yùn)的經(jīng)典途徑和控制細(xì)胞運(yùn)動(dòng)及組織極性的非經(jīng)典途徑。經(jīng)典ＷＮＴ信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)通路是Ｗｎｔ蛋白通過(guò)與Frizzled (FZD)家族特異受體和LRP5/LRP6輔助受體結(jié)合，觸發(fā)細(xì)胞內(nèi)的信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)，使β-連環(huán)蛋白（β-catenin）聚集的級(jí)聯(lián)反應(yīng)過(guò)程。非經(jīng)典的Wnt信號(hào)被轉(zhuǎn)導(dǎo)是通過(guò)Frizzled家族受體和ROR2/RYK聯(lián)合受體結(jié)合到Dishevelled依賴（Rho family GTPases 和 c-jun NH2-terminal kinase)或Ca²⁺依賴的信號(hào)級(jí)聯(lián)反應(yīng)。Wnt通路及其有關(guān)的其他通路在胚胎發(fā)育和腫瘤發(fā)生中起重要作用。在許多種人類癌病中，Wnt通路的負(fù)性調(diào)節(jié)基因突變失活。經(jīng)優(yōu)化選擇分離出的擇靶向作用于WNT信號(hào)途徑的小分子復(fù)合物和人類單克隆抗體可以用于癌癥的治療。

1 Wnt信號(hào)通路

1．1 概述 人類ＷＮＴ基因家族由19個(gè)成員組成，編碼具有22或24個(gè)半胱氨酸殘基的保守糖蛋白^[1]。Wnt信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)途徑可以分為決定細(xì)胞命運(yùn)的經(jīng)典途徑和控制細(xì)胞運(yùn)動(dòng)及組織極性的非經(jīng)典途徑。

1．2 經(jīng)典WNT信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)通路 經(jīng)典ＷＮＴ信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)通路是Ｗｎｔ蛋白通過(guò)與Frizzled (FZD)家族特異受體和LRP5/LRP6輔助受體結(jié)合，觸發(fā)細(xì)胞內(nèi)的信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)，使β-連環(huán)蛋白（β-catenin）聚集的級(jí)聯(lián)反應(yīng)過(guò)程^[2-3]。在經(jīng)典ＷＮＴ信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)缺乏時(shí)，β-catenin與Axin-APC-GSK-3β等形成降解復(fù)合物, 結(jié)合后的β-catenin發(fā)生磷酸化, 進(jìn)而與泛素化蛋白結(jié)合被泛素化降解^[4]。在經(jīng)典Ｗｎｔ信號(hào)存在時(shí)，β-catenin將不再被CK1α和GSK3β磷酸化，而是在胞漿中聚積并進(jìn)入細(xì)胞核^[5-6]。核內(nèi)的β-catenin與T細(xì)胞因子/淋巴增強(qiáng)因子(TCF/LEF)等轉(zhuǎn)錄因子和Legless蛋白(BCL9 和 BCL9L)及PYGO^[7-8]結(jié)合形成復(fù)合物。TCF/LEF-β-catenin-Legless-PYGO復(fù)合物啟動(dòng)靶基因FGF20, DKK1, WISP1, MYC, and CCND1^[9]等的轉(zhuǎn)錄。

1．3 非經(jīng)典wnt信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)通路 非經(jīng)典wnt信號(hào)是通過(guò)fzd家族受體和輔受體ROR2 和RYK(13-15)轉(zhuǎn)導(dǎo)的。在該通路中，小G蛋白(RHOA, RHOU, RAC, 和CDC42)和c-jun N端激酶是DVL依賴的效應(yīng)分子，而Nemo樣激酶(NLK)和活化T細(xì)胞核因子（NFAT）則是鈣依賴效應(yīng)分子^[10]。NLK磷酸化TCF/LEF轉(zhuǎn)錄因子去抑制經(jīng)典的WNT信號(hào)通路。NFAT轉(zhuǎn)錄因子早期胚胎發(fā)生和致癌作用轉(zhuǎn)移過(guò)程中起作用。非經(jīng)典Wnt信號(hào)被轉(zhuǎn)導(dǎo)到DVL-或者Ca²⁺依賴的級(jí)聯(lián)反應(yīng)，并與細(xì)胞極性信號(hào)通路重疊^[11]。

2 WNT信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)通路和致癌作用

2．1 分泌型WNT通路抑制劑 SFRP1, SFRP2,SFRP3, SFRP4, SFRP5, WIF1, DKK1, DKK2, DKK3,和DKK4是分泌型WNT信號(hào)抑制劑^[12]。SFRP家族成員和WIF1是WNT拮抗劑，它抑制WNT與FZD家族受體結(jié)合。DKK家族成員與LRP5/LRP6聯(lián)合受體相互作用并觸發(fā)其胞吞作用來(lái)阻止經(jīng)典途徑中WNT-FZD-LRP5/LRP6復(fù)合物形成。

2．2 細(xì)胞內(nèi)型WNT經(jīng)典途徑抑制劑 APC,AXIN1, AXIN2, CKIa, GSK3h, NKD1, NKD2, ANKRD6, 和NLK是經(jīng)典WNT信號(hào)通路的負(fù)性調(diào)節(jié)因子。APC, AXIN1, 和 AXIN2是β-catenin降解復(fù)合體中的支架蛋白，而CKIa and GSK3β是將β-catenin磷酸化并觸發(fā)其降解的絲氨酸-蘇氨酸激酶。

2．3 經(jīng)典Wnt通路在致癌過(guò)程中活化 遺傳因素，環(huán)境因子和衰老是人類癌癥的危險(xiǎn)因素^[13]。經(jīng)典wnt通路活化發(fā)生在組織再生合并慢性持久炎癥時(shí)，在小鼠乳腺瘤病毒(MMTV)導(dǎo)致乳腺癌變時(shí)，wnt1，wnt3和wnt10b會(huì)上調(diào)。在組織惡化合并慢性炎性反應(yīng)或癌癥時(shí)，多存在SFRP1，SFRP2，DKK1及WIF1等基因的失活，而APC，AXIN1和AXIN2基因失活也與人類腫瘤的發(fā)生密切相關(guān)^[14-17]。上述基因的改變導(dǎo)致癌癥發(fā)生時(shí)，這些經(jīng)典wnt信號(hào)抑制因子的抑制作用便會(huì)下調(diào)。

3 Wnt和其他腫瘤發(fā)展通路的交叉聯(lián)系

3．1 成纖維細(xì)胞生長(zhǎng)因子（FGF）信號(hào)通路 FGF信號(hào)通過(guò)成纖維細(xì)胞生長(zhǎng)因子受體轉(zhuǎn)導(dǎo)至磷脂酰肌醇3-激酶-AKT，Ca²⁺和絲裂原活化蛋白激酶級(jí)聯(lián)反應(yīng)。在人類結(jié)腸直腸癌時(shí)，作為經(jīng)典WNT信號(hào)通路靶基因之一FGF20的表達(dá)會(huì)上調(diào)。雖然機(jī)制不同，但FGF和經(jīng)典WNT信號(hào)通路都抑制GSK3β活化并激活鈣信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)。通過(guò)GSK3β磷酸化作用下調(diào)^[14]，F(xiàn)GF和經(jīng)典WNT信號(hào)通路都聚集到β-catenin信號(hào)級(jí)聯(lián)反應(yīng)及Ca²⁺依賴的NFAT信號(hào)級(jí)聯(lián)反應(yīng)。FGF和WNT信號(hào)通路的交互通話（cross-talk）導(dǎo)致更多惡性表現(xiàn)型腫瘤的出現(xiàn)。

3．2 Notch信號(hào)通路

Notch配體與Notch家族受體結(jié)合，使Notch受體的胞內(nèi)功能區(qū)域向核內(nèi)移位從而激活Notch靶基因的轉(zhuǎn)錄。MMTV整合產(chǎn)生乳房癌變^[18]時(shí)，Notch4被活化，同時(shí)WNT信號(hào)通路同樣也被活化。另外在造血干細(xì)胞的自我更新需要這兩條通路的共同參與。

3．3 其他信號(hào)通路 WNT信號(hào)通路也和Eph，血管內(nèi)皮生長(zhǎng)因子，Hedgehog和轉(zhuǎn)化生長(zhǎng)因子β/骨形態(tài)形成蛋白(TGFβ/BMP)信號(hào)通路相溝通。

4 臨床應(yīng)用

4．1 腫瘤預(yù)防 幽門(mén)螺桿菌，肝炎病毒和乳頭狀瘤病毒分別是胃癌、肝癌和宮頸癌的危險(xiǎn)因素。因?yàn)槁猿志眯匝仔苑磻?yīng)是很多人類癌癥的危險(xiǎn)因素。徹底清除致病菌（病毒）和疫苗接種是預(yù)防癌癥的現(xiàn)實(shí)辦法。然而，根除或接種疫苗的癌癥預(yù)防措施可能在持久炎性反應(yīng)作用下中由于組織再生和基因改變而失敗。WNT家族配體上調(diào)和WNT抑制劑作用下調(diào)發(fā)生在癌變?cè)缙?，由于非固醇類抗炎藥和PPARγ激動(dòng)劑能夠抑制經(jīng)典WNT信號(hào)的傳導(dǎo)，因此成為化療預(yù)防腫瘤的候選藥物。

5．2 腫瘤治療 小分子復(fù)合物和人類單克隆抗體是人類在后基因組時(shí)代應(yīng)用的藥物^[13]ZTM000990 and PKF118-310是靶向作用于經(jīng)典WNT信號(hào)級(jí)聯(lián)反應(yīng)的代表復(fù)合物，而抗WNT1 和抗WNT2單克隆抗體也已在體外癌癥治療中出現(xiàn)效應(yīng)^[19]。經(jīng)優(yōu)化選擇分離出的擇靶向作用于WNT信號(hào)途徑的小分子復(fù)合物和人類單克隆抗體可以用于癌癥的治療。

參考文獻(xiàn)

［1］ Katoh M. WNT and FGF gene clusters. Int J Oncol，2002，21（6）:1269-273.

［2］ Bhanot P, Brink M, Samos CH, et al. A new memberof the frizzled family from Drosophila functions as aWingless receptor. Nature，1996，382（6588）:225-230.

［3］ Pinson KI, Brennan J, Monkley S, et al. An LDLreceptor-related protein mediates Wnt signalling in mice. Nature 2000，407:535-538.

［4］ Price MA. CKI, theres more than one: casein kinase Ifamily members in Wnt and Hedgehog signaling.Genes Dev 2006，20:399-410．

［5］ WongHC,Bourdelas A, Krauss A, et al.Direct bindingof the PDZ domain of Dishevelled to a conserved internalsequence in the C-terminal region of Frizzled.Mol Cell 2003，12:1251-1260.

［6］ Tolwinski NS,WehrliM, Rives A, et al.Wg/Wnt signalcan be transmitted through arrow/LRP5, 6 and Axinindependently of Zw3/Gsk3h activity，Dev Cell，2003，4:407-418.

［7］ Kramps T, Peter O, Brunner E, et al.Wnt/winglesssignaling requires BCL9/legless-mediated recruitmentof pygopus to the nuclear h-catenin-TCF complex.Cell 2002;109:47-60.

［8］ KatohM, KatohM. Identification and characterizationStem Cell Signaling Networkwww.aacrjournals.org Clin Cancer Res 4045 2007;13(14) July 15, 2007of human BCL9L gene and mouse Bcl9l genein silico. IntJMolMed 2003;12:643-649.

［9］ Chamorro MN, Schwartz DR,Vonica A, et al. FGF20and DKK1 are transcriptional target of β-catenin andFGF20 is implicated in cancer and development.EMBO J 2005;24:73-84.

［10］ Ishitani T, Kishida S, Hyodo-Miura J, et al.TheTAK1-NLK mitogen-activated protein kinase cascade functionsin the Wnt-5a/Ca2+ pathway to antagonizeWnt/h-catenin signaling. Mol Cell Biol 2003;23:131- 139.

［11］ Katoh M.WNT/PCP signaling pathway and humancancer. Oncol Rep 2005;14:1583-1588.

［12］ KawanoY, Kypta R. Secreted antagonists of theWntsignaling pathway. J Cell Sci，2003;116:2627-2634.

［13］ Katoh M. Bioinformatics for cancer management inthe post-genome era. Technol Cancer ResTreat 2006;5:169^76.

［14］ Lee FS, LaneTF, KuoA, et al. Insertionalmutagenesisidentifies a member of the Wnt gene family as acandidate oncogene in the mammary epithelium ofint-2/Fgf-3 transgenic mice. Proc Natl Acad SciUS A1995;92:2268-2272.

［15］ Katoh M, Katoh M. Cross-talk of WNT and FGFsignaling pathways at GSK3h to regulate β-cateninand SNAIL signaling cascades. Cancer Biol Ther2006;5:1059-1064.

［16］ Suzuki H, Gabrielson E, ChenW, et al. A genomicscreen for genes up-regulated by demethylation andhistone deacetylase inhibition in human colorectalcancer. Nat Genet 2002;31:141^9.

［17］ Nishisho I, Nakamura Y, Miyoshi Y, et al. Mutationsof chromosome 5q21 genes in FAP and colorectalcancer patients. Science1991;253:665-669.

［18］ Satoh S, DaigoY, FurukawaY, et al. AXIN1mutationsin hepatocellular carcinomas, and growth suppressionin cancer cells by virus-mediated transfer of AXIN1.Nat Genet 2000;24:245-250.

［19］ Barker N, Clevers H. Mining theWnt pathway forcancer therapeutics. Nat Rev Drug Discov 2006，5:997-1014.