Wnt/β-catenin信號通路作為肝細胞癌的治療靶點的新進展

沈藝南，盧軍華

（上海市東方肝膽外科醫院 肝外五科，上海 200438）

肝細胞癌（hepatocelluar carcinoma，HCC）（下簡稱肝癌）是最常見的惡性腫瘤之一，同時也是排列全球第三位的腫瘤相關致死原因[1]。中國是乙肝高發地區，肝癌的發病率和致死率均高于世界平均水平，并且發病率呈逐年上升趨勢。目前，肝癌的主要治療手段是外科手術，但是許多患者是不具備手術指征的。肝癌的惡性程度高，很多情況下確診時已經是晚期，而手術切除率僅為20%～30%，術后5年生存率為30%～50%，復發轉移率超過60%[2]。因此，開發更有效的肝癌早期診斷和治療手段刻不容緩。隨著肝癌相關分子機制的研究，以索拉非尼為代表的分子靶向治療逐漸地進入到了人們的視野當中[3]。

Wnt/β-catenin信號通路在細胞增殖和分化過程中發揮重要的功能，參與了基因表達調控、細胞遷移粘附、細胞極化等多種過程。有研究表明，20%～90%的肝癌中，均有多種機制導致的Wnt/β-catenin信號通路異常激活；當Wnt/βcatenin以及H-ras基因同時發生突變時，小鼠肝癌的發生率達到100%[4]。可見，Wnt/β-catenin信號通路的失調可能是肝癌發病的原因之一。本文系統地復習了肝癌中Wnt/β-catenin信號通路的相關分子機制研究，并總結了其作為肝細胞癌的治療靶點在臨床上的應用及進展。

1Wnt/β-catenin 信號通路相關分子機制

Wnt/β-catenin信號通路在細胞增殖和分化過程中發揮著重要的作用，其參與了基因表達調控、細胞遷移粘附、細胞極化等多種過程。在正常細胞中，β-catenin與糖原合成酶激酶3（GSK-3）、結直腸腺瘤息肉蛋白（APC）以及軸蛋白（Axin）形成多聚蛋白復合體，而Wnt/β-catenin信號通路本身處于未激活狀態。

當Wnt蛋白缺乏時，酪蛋白激酶1（CKl）和糖原合成激酶3α/β（GSK-α/β）催化β-catenin上的絲氨酸/蘇氨酸殘基磷酸化，進而啟動了泛素蛋白酶體依賴的蛋白降解過程，將β-catenin降解；反之，當Wnt蛋白充足時，Wnt蛋白與細胞膜表面的受體（Fz）以及共同受體低密度脂蛋白受體相關蛋白（LRP-5、LRP-6）結合，使Dsh蛋白磷酸化，隨后磷酸化的Dsh蛋白與Axin結合，進一步抑制GSK-3β的激活，以阻止β-catenin多聚蛋白復合體的形成，從而使得β-catenin進入胞核與核內轉錄因子TCF/LEF形成復合體，并激活一系列Wnt信號靶基因的轉錄，包括c-myc、cyclin Dl、MMP-7、E-cadherin等[5]。

2 肝癌中Wnt/β-catenin信號通路存在異常激活

Wnt/β-catenin信號通路的異常激活是由多種分子及遺傳因素參與的。約三分之一的肝癌樣本甄別出了功能獲得型CTNNB1[6]，而后者被認為是肝癌中最常見的突變基因。相對應的，如AXIN1、AXIN2以及異常APC基因等起負性調控作用的功能喪失型突變基因也同樣已被發現[7]。除此之外，肝癌細胞及其周邊微環境之間的相互作用所導致的環境紊亂同樣會激活Wnt/β-catenin信號通路。

近來，有研究通過基因組及轉錄分析對肝癌的兩種主要亞型進行了測定[8-9]。有趣的是，兩種不同的通路分別參與了這兩種亞型的致癌過程，預示著兩種亞型的致癌機制以及危險因素是不同的，而其罹患人群的預后也可能是不同的。其中，一種亞型的染色體極不穩定且存在大量的TP53和AXIN1突變，其與患者的乙肝背景以及較差的預后高度相關。而另一種亞型的基因組相對穩定，并以CTNNB1突變為主，其患者的預后相對較好[10]。另有研究表明，分別以AXIN1-突變和CTNNB1突變為主的兩種肝癌，其轉錄過程也存在較大差異[11]。而Wnt/β-catenin信號通路在肝癌的某一亞型中同樣被激活，此型肝癌分化較低且預后不佳，CTNNB1突變也并不顯著[12]。然而，目前對于此型肝癌中Wnt/β-catenin信號通路被激活的分子機制仍有待探索。

3Wnt/β-catenin信號通路參與肝癌的EMT

近年，在癌癥發病機制研究中，上皮細胞-間質轉化（epithelial-mesenchymal transition，EMT）被認為是腫瘤發生、增殖、轉移、耐藥等過程中所涉及的核心機制。Wnt/β-catenin信號通路被認為是調控EMT的核心信號。目前已經發現Wnt/β-catenin信號通路主要通過激活其下游靶基因而導致肝癌的發生與發展。研究發現，20%～90%的肝癌中，均有多種機制導致的Wnt/β-catenin信號通路異常激活[13]。在轉基因小鼠模型發生肝腫瘤時發現，β-catenin聚集在細胞核，并有c-myc以及TGF-β的過表達。當β-catenin以及H-ras蛋白同時發生突變時，小鼠肝癌的發生率達到100%[4]。由此可見，Wnt/β-catenin信號通路異常激活是肝癌發病的直接原因之一。不僅在肝癌中，在多種不同腫瘤，包括胃癌，結直腸癌，肺癌等高發性腫瘤中，Wnt/β-catenin信號通路都發揮了非常重要的作用，是腫瘤病理及靶向藥物研究的熱點[14]。

4 肝癌靶向治療中各個Wnt/β-catenin信號通路相關靶點

4.1 以Wnt配體與Fzd受體的特異性結合為靶點

研究證明，治療性單克隆抗體能夠有效地結合配體或者受體的胞外域。因此，Wnt以及Fzd蛋白都是這類治療方式的潛在靶點，并且能夠形成一條有效的Wnt自分泌刺激循環從而達到靶向治療肝癌的目的。近來Wei W等人[15]報道認為，抗Wnt-1抗體能夠有效地抑制β-catenin信號通路并在兩種不同的肝癌細胞系中誘導細胞凋亡，此外還能有效抑制裸鼠移植瘤的生長。另外，有研究首次證明了可溶Fzd-8能夠有效地抑制結腸癌細胞系HTC116的生長[16]，而可溶Fzd-7同樣也被證明了能夠有效抑制Wnt信號通路并能夠提高多種肝癌細胞系對阿霉素的敏感性[17]。Dvl是Wnt信號通路上的關鍵蛋白，能將Wnt信號從受體傳遞到下游的效應因子上，其同樣能成為一個潛在的靶點。有研究者針對性地設計了一條競爭多肽以抑制Fzd/Dvl作用，結果證明其能有效地抑制βcatenin信號通路并能誘導HuH 7肝癌細胞系的細胞凋亡[18]。

4.2 以β-catenin/Lef-Tcf轉錄復合物為靶點

Wnt/β-catenin信號通路異常激活的共同端點是細胞核中的β-catenin/Lef-Tcf轉錄復合物結構，后者可以導致一個基因程序的激活從而促使腫瘤的發展。因此，針對性地使用藥物以阻礙Lef-Tcf與β-catenin的結合可以有效地抑制由Wnt信號通路異常激活引起的腫瘤發展。研究發現，在結腸癌細胞中存在幾種分子可以有效的阻礙Tcf-4與β-catenin之間的相互作用，從而削弱了腫瘤的增殖能力[19]。但是在轉移瘤模型中，這種實驗的效果卻被許多限制因素所抵消了[20]。因此有研究者推測，此類分子的特異性缺乏可能同樣改變β-catenin依賴細胞的粘附力[21]。此外，有研究在結腸癌細胞中發現一類特異性結合組蛋白乙酰轉移酶CBP的分子，后者可以有效地阻礙β-catenin/Lef-Tcf的轉錄活性從而促使腫瘤細胞的凋亡[22]，然而這些分子的活性仍有待評估。另外，這些抑制劑對于基因轉錄調控可能存在較高的潛在毒性。

理論上，盡管破壞β-catenin/Lef-Tcf轉錄復合物的形成是抑制Wnt信號通路相關肝癌的最佳治療策略。但是由于Wnt目標基因的轉錄調控過于復雜[23]，此類藥物在臨床實驗之前仍然有待探究。

4.3 以β-catenin破壞復合體為靶點

破壞復合體最主要的成分是軸蛋白（Axin），研究表明，腺病毒轉染肝癌細胞株使其表達Axin 1后，可抑制肝癌細胞的增殖并促進其凋亡[24]。多項基于結腸癌細胞的實驗已鑒定出一些分子，后者可通過穩定軸蛋白來抑制Wnt/β-catenin信號通路，從而降低細胞的增殖及生存能力[25-26]。可見，這些復合物可能會是肝癌靶向治療的一個突破點。

5 總結與展望

盡管Wnt/β-catenin信號通路在許多疾病中均發揮重要的作用，但目前以此通路為靶點的靶向治療仍處于初步探索階段。由于Wnt/β-catenin信號通路是一種高度復雜的復合體，存在大量的備用機制以及反饋循環。此外，β-catenin作為犰狳蛋白家族中的一員，家族中其他成員包括p120和斑珠蛋白也可能對β-catenin的功能產生影響。因此，單一靶向治療藥物抑制β-catenin的程度以及是否需要通過多靶點的途徑來調控這條通路以達到“云抑制”目的都是有待探索的。而該信號通路對諸如腸道等組織的再生功能有重要的影響，因此針對性的靶向治療藥物可能會對這些組織產生一定的副作用。總而言之，該項靶向治療策略能否應用于臨床實踐的關鍵在于能否找到新的分子靶點，使得藥物僅作用于Wnt/β-catenin信號通路發生突變的腫瘤細胞。

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