Wnt/β-catenin信號通路在胰腺癌中的研究進展

潘巖 綜述 花永強 劉魯明 審校

復旦大學附屬腫瘤醫院中西醫結合科，復旦大學上海醫學院腫瘤學系，上海 200032

胰腺癌是一種難治性疾病，常規化療療效有限。靶向治療(即針對性地殺滅腫瘤細胞而最低程度影響正常細胞功能)在腫瘤治療中取得了誘人的結果。大量研究證實，Wnt/β-catenin信號通路在胰腺發育中起著重要作用，成人胰腺組織中該信號通路表達下降［1］。然而，異常激活的Wnt/β-catenin信號通路對胰腺導管腺癌發生、轉移有重要影響［2-3］。深入探討該信號通路有可能為靶向治療提供新的方案。Wnt信號通路包括經典Wnt/β-catenin信號通路、非經典Wnt/β-catenin信號通路及Wnt/Ca2+通路。其中對經典Wnt/β-catenin信號通路的研究最透徹。

1 Wnt/β-catenin信號通路

Wnt/β-catenin信號通路是生物早期發育過程中一個非常保守的信號通路，通過某些特定基因調節胚胎組織的發育和組織功能的維持。該信號通路調控不同組織中的眾多細胞功能，如細胞增殖、細胞死亡、上皮-間質轉化、細胞生物學反應等。因此，部分異常激活的Wnt/β-catenin信號通路可導致細胞無限制增殖、生長，并促使腫瘤發生。

經典Wnt/β-catenin信號通路大體如圖1所示。該信號通路成員較為復雜，Wnt分泌蛋白家族與靶細胞上的膜受體復合物［Frizzled(Fzd)和LRP5/6］結合后，信號蛋白Dsh高度磷酸化，使APC、GSK-3β、Axins等組成的β-catenin降解復合物解離。細胞質內的β-catenin脫離降解復合物的束縛之后，不再被蛋白酶降解，在細胞質中聚集并進一步入核，通過與轉錄T細胞因子/淋巴細胞增強因子(TCF/LEF)結合，從而開啟下游基因的轉錄。在未激活細胞中，一方面Wnt蛋白與Fzd受體的結合受細胞外基質中(如sFRP等)各種Wnt拮抗劑和激動劑的影響 ，使配體/受體正常結合，適度激發該信號通路，另一方面細胞質中與APC、Axins等組成降解復合物的β-catenin，被激酶CK-1及GSK-3β磷酸化，進一步泛素化后被蛋白酶降解，這一過程使細胞質中的β-catenin維持在低濃度狀態。以上種種負性調節作用維持了正常細胞中Wnt/β-catenin信號通路的穩定性，從而保持細胞正常的生物學功能。

2 Wnt/β-catenin信號通路與胰腺發育

Wnt/β-catenin信號通路參與眾多正常組織發育過程，包括皮膚、大腦、乳腺、肝臟等，是細胞增殖、細胞凋亡和細胞分化等特性的重要調節因素。對于胰腺而言，β-catenin在胰腺腺泡細胞及內、外分泌細胞發育過程中的作用至關重要，但是卻不影響胰島發育及成人腺泡功能的維持［1,6-7］。Dessimoz等［8］對Wnt/β-catenin信號通路在胰腺器官發育中的作用做了詳細研究，發現敲除β-catenin編碼基因的胰腺上皮細胞和十二指腸細胞的Pdx1-Cre小鼠中可見胰腺內分泌細胞減少，進一步影響胰腺外分泌組織的發育。圍產期該小鼠常常由于腺泡結構被破壞而出現急性水腫性胰腺炎。后者可通過其他正常細胞修復因胰腺炎損傷的組織，并可產生新的胰腺組織及十二指腸絨毛。

圖1 胰腺導管腺癌經典Wnt/β-catenin信號通路［5］Fig.1 Canonical Wnt/β-catenin signaling in pancreatic ductal adenocarcinoma

3 異常激活Wnt/β-catenin信號通路與胰腺癌

胰腺非導管腺癌中普遍可見細胞質和細胞核中β-catenin升高，Dessimoz等［7］闡述了Wnt/β-catenin信號通路在胰腺非導管腺癌中的作用。同樣，異常激活的Wnt/β-catenin信號通路在胰腺導管腺癌發生、轉移有重要作用［2-3］。但目前的一些研究結果存在爭議。一項關于111例胰腺癌患者的研究中未檢測到CTNNB1基因突變及細胞核β-catenin蛋白聚集［9］。日本學者檢測的20例胰腺癌組織，未見β-catenin基因突變；在102例組織增生、35例不典型增生、73例胰腺導管腺癌及正常胰腺組織中沒有檢測到β-catenin在細胞質及細胞核中聚集［10］。而另一些研究持相反觀點，應用免疫組化技術檢測胰腺癌，結果提示部分胰腺癌中可檢測到β-catenin蛋白表達［2,11］。Pasca等［12］在26個人胰腺癌細胞系及3種胰腺癌動物模型中均觀察到Wnt/β-catenin信號通路有不同程度的激活，阻斷Wnt/β-catenin信號通路可抑制細胞增殖，促進細胞凋亡。Zeng 等［3］檢測了31例進展型胰腺癌，發現65%胰腺癌患者β-catenin蛋白表達增強，主要是Ser45/Thr41磷酸化β-catenin蛋白，只有2例患者CTNNB1存在突變。另外，Wnt-1、frizzled-2和GSK-3β表達也增多。正常胰腺組織與胰腺癌中APC和Axin表達無明顯差異。由此可見，胰腺癌中Wnt/β-catenin信號通路增強，但少見CTNNB1基因突變。另有研究表明胰腺癌CTNNB1，即β-catenin蛋白編碼基因突變率為24%；APC突變率約16%［13-14］。

綜上所述，Wnt/β-catenin信號通路在胰腺癌中的研究結論并不一致。因此，仍需對胰腺癌Wnt/β-catenin信號通路進行更全面、綜合的檢測及分析。

4 針對Wnt/β-catenin信號通路的胰腺癌靶向治療

4.1 針對Wnt/Fzd 配體/受體復合物的靶向治療

腫瘤微環境對信號通路的激活起著至關重要的作用，包括各類腫瘤相關細胞與細胞因子。其中與胰腺癌細胞關系最為密切的胰腺星形細胞可旁分泌激活Wnt/β-catenin信號通路，加速胰腺癌惡化。Froeling等［15］的研究結果顯示，維生素A酸能夠穩定胰腺星形細胞，減緩上述過程。腫瘤微環境中的細胞因子sFRPs是Wnt配體拮抗劑，在胰腺癌中呈低表達。經視黃醛酸處理后，細胞外sFRP4增多，抑制Wnt/β-catenin信號通路，導致細胞核β-catenin減少，從而降低胰腺癌細胞的侵襲［5］。DKK蛋白是另一種Wnt蛋白的拮抗劑，通過與frizzled受體結合參與腫瘤的發展和惡化。Takahashi等［16］對43個胰腺癌細胞系進行DKK蛋白表達篩選結果顯示，DKK-1表達在各細胞系中均升高，未發現DKK-3表達增加，DKK-2、DKK-4在大多數細胞系中未見表達。同樣，DKK-1蛋白過表達在23例胰腺癌手術切除組織中被檢測到。敲除胰腺癌SUIT-2細胞系和轉移癌S2-CP8細胞系中的DKK-1基因，可導致胰腺癌SUIT-2細胞系侵襲能力下降、動物移植瘤塊生長受抑制。Zhong等［17］的研究表明，在胰腺發育過程中起重要作用的GATA6可負向調控Wnt拮抗劑DKK-1，促進細胞增殖，從而加速胰腺癌的發生及進展，因此歸于癌基因一族。細胞外硫酸酯酶是一種Wnt信號通路激動劑，包括硫酸酯酶-1和硫酸酯酶-2，在胰腺癌組織和細胞系中呈高表達，其與Wnt受體結合可激活Wnt/β-catenin信號通路［18］。

因此，采用增加或促進sFRPs、DKK分泌，干擾或抑制硫酸酯酶分泌的方法可有效抑制Wnt/β-catenin信號通路，可成為胰腺癌靶向治療的靶點。

4.2 針對β-catenin降解復合物的靶向治療

干擾半乳糖凝集素-3基因表達可以促進β-catenin降解，從而降低胰腺癌細胞的侵襲和轉移［19］。Cho等［20］研究發現，胰腺導管腺癌上調因子(PAUF)能使處理后的胰腺癌細胞細胞質中的β-catenin特異性地在Ser-33/37/Thr-41和Ser-675位點磷酸化，保持β-catenin的穩定性，從而導致β-catenin靶基因cyclin-D1和c-jun高表達，胰腺癌細胞呈快速增殖。用β-catenin抑制劑六氯酚處理后，不管PAUF是否存在，胰腺癌細胞的增殖能力均減弱。糖原合成激酶3β(GSK-3β)第9位絲氨酸磷酸化，可導致降解復合物解離、β-catenin聚集并與核內轉錄因子結合［21］。毛細血管擴張性共濟失調細胞互補基因(ATDC)，即TRIM29，其蛋白表達與β-catenin表達一致。ATDC蛋白作用于糖原合成激酶GSK-3負性調控蛋白Dvl-2，從而穩定β-catenin［22］。鈣周期結合蛋白或Siah-1互動蛋白在胰腺癌組織中表達高于病灶周圍正常組織(28/68, 41.2%)，且與病理分級、臨床分期呈正相關，主要機制可能是參與β-catenin的降解［23］。

鑒于胰腺癌中β-catenin及GSK-3蛋白異常較為常見，也可成為靶向治療的靶點。

4.3 針對β-catenin/LEF-TCF轉錄復合物的靶向治療

胰腺癌中β-catenin蛋白表達異常通過Wnt/β-catenin信號通路調控下游基因cyclinD1，c-myc和MMP-7轉錄，導致腫瘤進展及轉移，影響胰腺癌患者預后［24］。因此，針對性地阻斷LEF/TCF與β-catenin的結合位點即可阻斷下游靶基因的轉錄，從而逆轉腫瘤細胞的惡性生物學特性。

5 結語

Wnt/β-catenin信號通路在胰腺癌發生、發展中發揮重要作用。在65%胰腺癌病灶及絕大多數胰腺癌細胞系中β-catenin蛋白表達均顯著增高，其編碼基因突變少見，其余信號通路成員也有不同程度的改變。Wnt/β-catenin信號通路與胰腺癌的生長、轉移密切相關，但目前仍有許多問題有待闡明，如為什么出現β-catenin蛋白表達增加，但編碼基因CTNNB1卻少見突變？Wnt/β-catenin信號通路對胰腺癌生長、轉移到底有多少影響？該信號通路是否與其他信號通路存在重要的網絡聯系？此外，Wnt/β-catenin信號通路對胰腺癌化療耐藥、腫瘤干細胞影響等方面尚缺乏相關研究，值得進一步探討。Wnt/β-catenin信號通路存在自身重要的調節機制，如sFRPs、DKK、硫酸酯酶，β-catenin降解復合物等，都有可能成為治療靶點。相信隨著對該信號通路認識的不斷深入，必將深化對胰腺癌形成和發展的認識，促進Wnt/β-catenin信號通路靶向藥物開發及臨床應用研究。

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