Wnt-β-catenin信號通路特異性分子靶向藥物研究進展*

陳　榮綜述，王正根審校（南華大學附屬第二醫院消化內科，湖南衡陽421001）

Wnt-β-catenin信號通路特異性分子靶向藥物研究進展*

陳榮綜述，王正根△審校
（南華大學附屬第二醫院消化內科，湖南衡陽421001）

Wnt蛋白質類/代謝；β連環素/代謝； 抗腫瘤藥/藥理學； 信號傳導/藥物作用；藥物，臨床試用； 綜述

Wnt-β-鏈蛋白（β-catenin）信號通路具有調節細胞增殖、凋亡、組織修復等作用，該通路信號的異常與許多疾病相關包括纖維化、癌癥等［1-2］。該通路關鍵環節均可成為臨床治療靶點，目前，干預該通路的靶向治療劑取得了一定成果，部分治療劑已進入臨床試驗階段，但開發出安全、有效的治療藥物的任務還很艱巨。目前，經典WNT信號通路的特異性分子靶向藥物大致有5類：β-catenin-T淋巴細胞因子（TCF）拮抗劑，散亂蛋白（Dvl）-PDZ結合劑，酶抑制劑（如O-酰基轉移酶、端錨聚合酶、激酶抑制劑），生物制劑和轉錄調節因子調節劑。

1　Wnt-β-catenin信號通路概述

Wnt-β-catenin信號通路在整個生命過程及維持組織內穩態方面具有重要作用，如在肝臟和肺損傷后修復［3］、細胞凋亡［4］中均具有重要作用，Wnt信號異常調節可導致肝纖維化［5］、腫瘤［6］等疾病的發生。

在Wnt信號級聯下β-catenin介導的Wnt信號通路稱為經典Wnt信號通路，也稱為Wnt-β-catenin信號通路；而不依靠β-catenin介導的Wnt通路稱為非經典Wnt信號通路。在經典Wnt信號通路中細胞膜上7次跨膜卷曲（Fzd）蛋白一端結合細胞外Wnt配體，另一端結合胞質內Dvl的PDZ結構域，在共受體低密度脂蛋白受體相關蛋白（LRP）5/6作用下細胞外信號轉導入細胞質。在細胞質中糖原合酶激酶3β、酪蛋白激酶1α、支架蛋白（Axin）、腺瘤性結腸息肉病基因蛋白等組成蛋白降解復合體，無Wnt信號時β-catenin被蛋白降解復合體磷酸化降解失活；有Wnt信號時激活的Dvl導致蛋白降解復合體解聚，β-catenin不被磷酸化從而轉導進入核內［7］。核內β-catenin與TCF/淋巴增強因子、轉錄激動劑，如腺苷環磷酸應答元件結合蛋白（CBP）或其同源物腺病毒早轉基因1A區結合蛋白p300、其他轉錄因子形成活化的轉錄復合物從而活化下游靶基因［8］。轉錄并翻譯后的Wnt配體經O-酰基轉移酶糖基化和棕櫚酰基化，以及其他表達后修飾，再分泌至間質［9］。

2　Wnt-β-catenin信號通路特異性分子靶向藥物

目前，Wnt信號通路特異性分子靶向藥物的研究取得了一定進展，已有5類有研發前景的藥物，如β-catenin-TCF拮抗劑、Dvl-PDZ結合劑、酶抑制劑、生物制劑、轉錄調節因子調節劑等。

2.1β-catenin-TCF拮抗劑TCF與β-catenin的分子親和力相當高（約20 nM），因此，阻滯二者結合相當困難。但現已研發出許多小分子抑制劑能有效識別其之間的相互作用并抑制TCF與β-catenin結合。2004年Lepourcelet等［10］發現了8種化合物能抑制β-catenin-TCF復合物形成并具有劑量依賴性，其中PKF115-584和CGP 049090抑制率最高。Matsuzaki等［11］將這2個小分子用于子宮內膜異位癥患者及動物模型，一方面可阻止子宮內膜異位癥纖維化進展；另一方面還能逆轉纖維化。2014年Zhang等［12］篩選出牛尾草素乙和毛萼結2種化合物均能抑制β-catenin與TCF相互作用，在體外細胞試驗中表現出對結腸癌細胞株的選擇性細胞毒性，而對正常腸黏膜細胞的細胞毒性較其他化合物小，展示出誘人的開發前景。

2.2Dvl-PDZ結合劑另一個抑制Wnt信號的靶點是Dvl-PDZ結構域。Dvl是Wnt信號級聯的一個重要蛋白，轉導細胞外Wnt信號到下游組件。而PDZ結構域是常見識別蛋白短肽的作用序列，Dvl利用PDZ結構域結合到Fzd受體羧基末端。使用藥物虛擬配體篩選技術得到一些化合物在體內抑制Fzd與PDZ相互作用，從而抑制下游信號轉導，如小分子化合物NSC668036，在肺纖維化小鼠模型體內外實驗中均能抑制β-catenin基因轉錄及轉化生長因子β1（TGFβ1）誘導的遷移，且抑制膠原蛋白、鈣黏蛋白的形成，能抑制肺纖維化的發生［13］。

2.3酶抑制劑酶抑制劑包括O-酰基轉移酶、端錨聚合酶、激酶抑制劑等，端錨聚合酶類是一種多腺苷二磷酸核糖聚合酶，作用于Axin高保真區域，促進其泛素化和降解，破壞降解復合物穩定性，從而調節β-catenin磷酸化［14］。幾個小分子抑制劑包括JW55通過抑制端錨聚合酶1和端錨聚合酶2，維持Axin蛋白穩定，促進βcatenin降解，遏制Wnt介導的細胞應答。在小鼠HEK293細胞中JW55能抑制由Wnt3a誘導的信號（半數抑制濃度為470 nmol/L），抑制β-catenin表達，且能抑制小鼠體內結腸腫瘤的生長［15］。端錨聚合酶抑制劑遏制Wnt介導的細胞應答表明，破壞Axin蛋白穩定性是抑制Wntβ-catenin信號級聯的一個研究方向。目前，具有高選擇性的第2代端錨聚合酶抑制劑正在研制中。O-酰基轉移酶在Wnt配體糖基化和棕櫚酰基化過程中均具有作用［16］。LGK974是一種O-酰基轉移酶抑制劑，對多種腫瘤細胞均具有抑制作用，如鼠乳腺癌、人體頭頸部鱗狀細胞癌等，同時在體內外抑制低密度脂蛋白受體相關蛋白6的磷酸化及Axin2基因表達。以3 mg/（kg·d）飼養乳腺癌模型大鼠14 d后腫瘤甚至出現63%消退，而其他Wnt依賴的正常組織中（如腸）未出現異常病理性改變，但飼養給藥劑量增加至20 mg/（kg·d），14 d后則能觀察到腸上皮損傷，表明該類藥物有一個治療劑量窗口，因此，該類抑制劑在臨床具有廣泛應用前景［17］。

2.4生物制劑在腫瘤中一些特定Wnt配體或Wnt受體均會呈過表達。為此目前正在研究結合游離Wnt配體或Fzd受體的抗體。在多種腫瘤中（如轉移性肝癌、肺癌、結腸癌、乳腺癌等）Fzd2受體及其配體Wnt5/6呈高表達，Gujral等［18］研發出一種Fzd2抗體，在異種移植肝癌細胞小鼠腫瘤模型中（摘除胸腺），每3天分別注射10、30 mg/kg，腫瘤大小及轉移明顯受到抑制且未發生不良反應，為高表達Fzd2和Wnt5/6癌癥患者提供了新的治療方向。分泌型Fzd相關蛋白（sFRP）與Fzd受體具有高度同源半胱氨酸富集結構域，可競爭性結合Wnt蛋白，且可影響Wnt信號轉導，對通路具有負調控作用［19］。sFRP1高表達于肺纖維化模型，在體外重組sFRP1后能抵消由TGFβ1誘導的上調Ⅰ型膠原的表達，且抑制β-catenin蛋白活性［20］。單克隆抗體OMP-18R5 在Wnt家族蛋白誘導下與Fzd1、Fzd2、Fzd5、Fzd7、Fzd8等5個Fzd受體結合，調控Wnt信號，在種植瘤細胞小鼠模型上OMP-18R5能抑制腫瘤生長，且與標準化療藥物顯示出協同作用［21］。2014年研發了一種與Fzd8受體富含半胱氨酸結構域結合的融合蛋白，OMP-54F28能拮抗Wnt配體并抑制Wnt信號轉導，在臨床前實體瘤模型Ⅰa期試驗中已確定了該藥物的安全性和毒性。

2.5轉錄調節因子調節劑從理論上講，共活化劑蛋白特異性小分子抑制劑可多達500多種，但目前尚未完全闡明。β-catenin募集轉錄調節因子CBP或其同源物p300，共同組成具有轉錄活性的轉錄復合物，并誘導下游靶基因表達［8］。ICG-001是一種從大腸癌細胞化合物庫中找出的小分子Wnt調節劑，在細胞核內能特異性結合CBP，且具有高親和力（約1 nM），而不與p300相結合，在Wnt異常信號相關疾病（包括腎臟疾病和肺纖維化）中具有作用，在幾個臨床前腫瘤模型中還能安全地消除腫瘤干細胞耐藥性［22］。由ICG-001合成的PRI-724能抑制腫瘤形成，降低卵巢癌干細胞順鉑耐藥性，且在卵巢癌Ⅰa期臨床試驗中具有良好的耐受性［23］。目前，正在進行一些與PRI-724相關的試驗包括與亞葉酸鈣、氟尿嘧啶、奧沙利鉑化療方案組合治療難治性大腸癌，與吉西他濱組合治療難治性胰腺癌的Ⅰb期臨床試驗及實體腫瘤Ⅰ/Ⅱ期試驗。小分子化合物IQ-1和ID-8能選擇性阻斷p300結合β-catenin，從而增加了CBP-β-catenin相互作用，且能保持小鼠和人類干細胞的多潛能性［24］。

3　結　語

自Wnt信號通路發現并開始進行廣泛研究已有30多年，在過去幾年中一些小分子藥物和生物制劑相繼進入臨床試驗，幾個Wnt拮抗劑與細胞毒藥物聯合應用的Ⅰb/Ⅱa期臨床試驗也正在進行。由于藥物的雙面性，Wnt-β-catenin信號通路靶向治療的安全性和有效性目前尚不能得到完全保證，但其在正常生理和病理生理中的作用及治療靶點的發現促使人們不斷去探索和尋找安全、有效的Wnt-β-catenin信號通路的分子靶向藥物應用于人類。

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10.3969/j.issn.1009-5519.2016.05.022

A

1009-5519（2016）05-0700-03

湖南省教育廳科學研究項目（14A124）。

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（2015-10-16）