經典Wnt/β-連環蛋白信號通路在膀胱癌發生與發展中的作用研究進展▲

何小龍 朱海琴 高 漓

(1 桂林醫學院附屬醫院泌尿外科，桂林市 541004，E-mail：763312505@qq.com；2 江西省萍鄉市人民醫院神經外科，萍鄉市 337000)

綜 述

經典Wnt/β-連環蛋白信號通路在膀胱癌發生與發展中的作用研究進展▲

何小龍1朱海琴2高 漓1

(1 桂林醫學院附屬醫院泌尿外科，桂林市 541004，E-mail：763312505@qq.com；2 江西省萍鄉市人民醫院神經外科，萍鄉市 337000)

膀胱癌是全世界九大最常見的惡性腫瘤之一，具有多灶性、易復發性和較高死亡率的生物學特征。經典Wnt/β-連環蛋白(β-catenin)信號參與調控腫瘤細胞的增殖、分化、侵襲和凋亡。現就經典Wnt/β-catenin信號通路在膀胱癌發生、發展中的作用進行綜述。

膀胱癌；Wnt/β-連環蛋白信號通路；發生；浸潤；轉移；綜述

自Nusse等于1982年發現Wnt基因后[1]，研究者在低等生物及高等生物的不同器官中發現了一系列Wnt源基因，Wnt信號通路組成分子、作用機制及其功能也逐漸被闡明和認可。Wnt信號通路主要由4條分支構成：(1)經典Wnt/β-連環蛋白(β-catenin)信號通路；(2)調節紡錘體的方向和非對稱細胞分裂的胞內通路；(3)Wnt/Ca2+途徑；(4)平面細胞極性通路。其中學術界對經典Wnt/β-catenin信號通路的研究最多且最為透徹，該信號通路與惡性腫瘤的關系也最為密切。膀胱癌是全世界九大最常見的惡性腫瘤之一，其發病率和病死率均位于我國泌尿生殖系統腫瘤的第一位[2]。Urakami等[3]通過研究認為經典Wnt/β-catenin信號通路參與膀胱癌的病理過程，能夠促進腫瘤細胞增殖、抑制凋亡以及促進腫瘤細胞遷移侵襲。

1 經典Wnt/β-catenin信號通路

1.1 經典Wnt/β-catenin信號通路的組成 經典Wnt/β-catenin信號通路是一條在物種進化上高度保守的信號途徑，調控著胚胎發育以及成年人體內細胞生長、遷移、分化的平衡[4]，參與調控細胞增殖、分化、侵襲、凋亡、機體免疫及組織修復等多種病理生理過程。經典Wnt/β-catenin信號通路主要由Wnt蛋白、跨膜受體、胞質蛋白、核內轉錄因子及下游靶基因構成[5]。其中Wnt蛋白包括Wnt1、Wnt3a、Wnt7b等；跨膜受體包括卷曲蛋白(frizzled，Frz)和輔助性受體[低密度脂蛋白受體相關蛋白5/6(low-density lipoprotein receptor-related protein 5/6，LRP 5/6 )]；胞質蛋白包括散亂蛋白(dishevelled，Dsh)、軸蛋白(axin)、糖原合成酶激酶-3β(glycogen synthase kinase-3β，GSK-3β)、結直腸腺瘤性息肉基因(adenomatous polyposis coli，APC)及β-catenin；核內轉錄因子包括轉錄活化因子[環磷腺苷效應元件結合蛋白(cAMP-response element-binding protein，CBP)]及T細胞轉錄因子/淋巴樣增強因子(T-cell factor/ lymphoid enhancing factor，TCF/LEF)家族等；下游靶基因包括c-myc、細胞周期蛋白D1(cyclinD1)、凋亡抑制基因Survivin、血管內皮生長因子(vascular endothelial growth factor，VEGF)及環氧化酶-2(cyclooxygenase-2，COX-2)及泛素蛋白酶體(ubiquitin-proteasome，UP)等。

1.2 經典Wnt/β-catenin信號通路的作用機制 越來越多的證據支持經典Wnt/β-catenin信號通路在胚胎發育、腫瘤發生和神經系統發育發揮著重要作用[6]。在Wnt/β-catenin信號通路受到相關刺激時，細胞膜外Wnt蛋白同時與Frz和LRP5/6結合，由此激活了該信號通路的傳導；結合物活化胞質內的Dsh，進而抑制由β-catenin、GSK-3、axin與APC等構成的降解復合物的活性，避免了UP對β-catenin 的識別和降解，從而使β-catenin在胞質內逐漸積聚；隨著β-catenin胞質內積聚并轉入細胞核內，與轉錄因子TCF/LEF結合，刺激下游c-myc、cyclinD1、Survivin 、CD44、VEGF等靶基因的激活，調控腫瘤細胞的異常增殖，影響腫瘤的發生發展、侵襲和轉移(大小、分期、分級)以及患者的生存期和預后。

2 經典Wnt/β-catenin信號通路與膀胱癌的發生

膀胱癌的發生與經典Wnt/β-catenin信號通路有著密切關系，與該通路各蛋白質表達水平及基因突變有關。Kastritis等[7]在膀胱癌患者標本中檢測到Wnt/β-catenin信號通路的激活及β-catenin在癌細胞核內積聚，表明經典Wnt/β-catenin信號通路參與膀胱癌的發生。

2.1 Wnt蛋白及跨膜受體與膀胱癌的發生 Wnt蛋白是一類分泌型糖蛋白，目前已發現19種Wnt蛋白參與腫瘤的發生。 Malgor等[8]發現Wnt5a在膀胱癌上的表達明顯高于正常膀胱組織，且Wnt5a的表達與膀胱癌的病理分級、TNM分期及預后呈正相關性；Bui等[9]發現Wnt7b在人類膀胱癌和浸潤性膀胱癌中高表達，正常組織低表達，提示Wnt5a和Wnt7b與膀胱癌的發生發展呈正相關。Rong等[10]發現Wnt拮抗基因(Wnt inhibitor factor 1，Wif1)的高甲基化異常表達增加膀胱癌的侵襲概率，影響患者的生存期及預后，提示Wif1高甲基化異常表達與膀胱癌密切相關。

跨膜受體作為高度親和Wnt蛋白的受體，為7次跨膜蛋白，在腫瘤組織中表達上調。Wnt信號通路中相關跨膜受體Frz包括Frz1、Frz2、Frz9等。Nambotin等[11]通過在小鼠體內注入針對Frz7的小分子肽，可降低細胞存活率，表明FZD7可通過經典Wnt/β-catenin信號通路影響原發性肝癌的發生。Wang等[12]發現膀胱癌組織中存在Frz1的異常表達和甲基化，提示跨膜受體卷曲蛋白Frz1可通過Wnt/β-catenin信號通路影響膀胱癌的發生。

2.2 Wnt/β-catenin信號通路胞質蛋白與膀胱癌的發生 Ilyas等[13]發現腫瘤的發生發展與胞質蛋白(APC、axin、β-catenin和GSK-3β)自身的突變致其不恰當的激活密切相關。在經典Wnt/β-catenin信號通路，β-catenin起著正向調節作用，axin、APC、GsK-3B等則起著負向調節作用。

APC是一種抑癌基因，在細胞周期、運動、黏附以及信號傳導過程中發揮著重要的作用。APC突變可引起胞質內β-catenin積累，導致腺瘤的形成，APC突變最常見于結直腸癌。Kastritis等[7]也發現APC啟動子甲基化導致其在膀胱癌中表達異常，甲基化程度與膀胱癌的復發及進展程度呈正相關，APC啟動子甲基化是膀胱癌形成的早期事件，并隨著膀胱癌的侵襲轉移逐步積累，參與膀胱癌的發生發展。

axin是一種支架蛋白，在Wnt/β-catenin信號通路中主要參與形成axin/GSK-3β/APC/β-catenin蛋白降解復合體。axin基因的突變可能使axin蛋白功能異常或表達減少，進而使胞質內axin降低，或使介導胞質內β-catenin降解的axin/GSK-3β/APC/β-catenin蛋白降解復合體形成受限，從而引起β-catenin在細胞內的聚積；Moon等[14]發現，axin的遺傳變異可激活Wnt 信號通路，從而促進膀胱癌的發生，提示經典Wnt/β-catenin信號通路參與膀胱癌的發生。

β-catenin是經典Wnt/β-catenin信號通路中調控下游靶基因的核心因子，可調控胚胎發育、細胞增殖、侵襲及組織修復等多種病理生理過程，它由胞質內向細胞核積聚是該信號通路被激活后行使功能的標志。研究者發現β-catenin在細胞質積聚與結直腸癌[15]、乳腺癌[16]、前列腺癌[17]和膀胱癌的發生有密切關系。大量研究數據表明腫瘤的發生與經典Wnt/β-catenin途徑產生的β-catenin有關。有學者發現，在癌細胞中有β-catenin在細胞核積聚的現象，提示細胞核β-catenin高表達參與腫瘤干細胞播散過程，進而導致腫瘤的侵襲和轉移[18]。Hirata等[19]發現細胞核內的β-catenin在膀胱癌中表達明顯增加；通過敲除β-catenin后，膀胱癌細胞的侵襲和遷移能力明顯下降，并出現明顯的細胞凋亡。

2.3 Wnt/β-catenin信號通路核內轉錄因子及下游靶基因與膀胱癌的發生 Wnt/β-catenin信號通路核內轉錄因子主要是TCF/LEF家族，其與腫瘤的發生密切相關。在經典Wnt/β-catenin信號通路中，細胞核內的β-catenin與TCF/LEF結合并激活下游靶基因，進而通過靶基因的高表達調控細胞增殖、凋亡、組織重塑、侵襲、轉移及血管生成，從而參與膀胱癌的發生發展。Yi等[20]通過免疫共沉淀發現雄激素誘導β-catenin/TCF結合可促進膀胱癌的發生。Hiroaki等[21]發現膀胱癌中c-myc和cyclinD1 mRNA及其蛋白表達明顯高于正常膀胱組織。卜強等[22]發現下游靶基因cyclin D1、基質金屬蛋白酶 (matrix metalloproteinase，MMP)-2 mRNA及蛋白的表達在膀胱癌表達最高，癌旁組織次之，正常膀胱組織最低，且cyclin D1和MMP-2表達程度隨著膀胱癌病理分級、TNM分期和浸潤程度升高而逐步增加，表明膀胱癌的發生發展與下游靶基因相關。總之，經典Wnt/β-catenin信號通路各組成成分及調節因子的異常激活和突變均可能與膀胱癌的發生密切相關。

3 經典Wnt/β-catenin信號通路與膀胱癌的浸潤及轉移

浸潤及轉移是膀胱癌最主要的生物學特點，是導致患者發病和死亡的主要原因，同時也是評估膀胱癌治療效果的重要因素。膀胱癌的浸潤和轉移是一個多因素、多步驟的復雜過程[23]：癌細胞從原發灶游出，細胞外基質降解、突破基底膜，穿過間質性結締組織和周圍基質，然后進入血管或淋巴管，遷移到遠處器官并重新生長。

經典Wnt/β-catenin信號通路成員基因突變及異常表達是膀胱癌浸潤及轉移的基礎[24]，β-catenin 是經典Wnt/β-catenin信號通路的關鍵分子，Wu等[25]通過研究已經證實，β-catenin可直接調控鋅指蛋白家族ZEB1基因的轉錄和表達，繼而影響膀胱癌細胞表型、體內外侵襲和轉移能力。Lustig等[26]的研究表明，β-catenin可誘導腫瘤細胞生長因子及其受體的表達，進而調節腫瘤細胞增殖；可上調VEGF和MMP-26蛋白的表達，刺激血管增殖，促進細胞外基質的降解，誘發腫瘤的遠處轉移。此外，Wu等[27]發現水飛薊賓能抑制GSK-3β的磷酸化、β-catenin的核轉位和下游靶基因的轉錄激活，進而誘導細胞凋亡和抑制膀胱癌細胞的增殖轉移；另一方面，水飛薊賓可通過抑制鋅指蛋白ZEB1的表達，抑制腫瘤干細胞的特性和逆轉上皮間質轉化，進而抑制膀胱癌細胞遷移和侵襲、減少膀胱癌肺轉移以及延長動物存活時間。

在膀胱癌浸潤轉移過程中，細胞外基質的降解是腫瘤脫離原發瘤和發生浸潤轉移的先決條件。Du等[28]證實氯化鋰可激活Wnt/β-catenin信號通路下游靶基因MMP-9，通過促進癌細胞遷移黏附和腫瘤血管生成等方式，從而參與膀胱癌的浸潤及轉移。E-鈣粘素是Wnt/β-catenin信號通路下游靶基因之一，作為鈣依賴性細胞黏附分子，可維持細胞結構的完整性及細胞間黏附性，抑制癌細胞從原發灶脫落。有學者[29]發現E-鈣粘素的表達減少可促進膀胱癌的浸潤和轉移，影響患者的生存期及臨床預后。總之，經典Wnt/β-catenin信號通路各組成成分均可能與膀胱癌的浸潤和轉移密切相關，其主要機制為通過促進癌細胞的遷移黏附和腫瘤血管生成，以及誘導細胞增殖等方式參與膀胱癌的浸潤及轉移，此外，還可通過影響腫瘤干細胞發生轉移參與腫瘤的浸潤及轉移。

綜上所述，膀胱癌的發生與發展是一個復雜、多因素、多步驟的病理變化過程，既有內在的遺傳因素，又有外在的環境因素。經典Wnt/β-catenin信號通路各組成分子的異常激活與膀胱癌的發生、浸潤和轉移關系密切，影響腫瘤的侵襲轉移、患者的生存期及預后。通過調節經典Wnt/β-catenin信號通路的表達，可能為膀胱癌早期診斷及抗膀胱癌治療的新靶點提供思路。

4 展 望

近年來膀胱癌的發病率在呈上升趨勢，其中70%～80%是淺表性膀胱癌，大多數淺表性膀胱癌可經尿道切除術治愈，但術后3～5年內復發率高，為60%～90%，治療效果仍較差，因此研究探討新的有效治療方案具有重要的臨床意義。上述國內外大量研究已證實經典Wnt/β-catenin信號通路與腫瘤細胞凋亡、腫瘤發生、腫瘤干細胞、腫瘤血管生成以及腫瘤浸潤轉移有著重要關系，但有關此通路各分子互相作用和調節的分子機制及其與膀胱癌之間的關系仍未完全闡明，仍需要進一步的研究。目前，以經典Wnt/β-catenin信號通路為靶點的抗腫瘤治療措施包含了蛋白水平、分子水平及基因水平等，進一步研究經典Wnt/β-catenin信號通路中各基因互相作用機制以及與其他通路的相互聯系，可把它們之間的匯合點作為抗膀胱癌藥物的治療靶點，從不同水平阻斷經典Wnt/β-catenin信號通路，可能為膀胱癌早期診斷、治療、隨訪干預及預后判斷提供新的方向。

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廣西自然科學基金(2010GXNSFA183013)；廣西桂林市科學研究與技術開發計劃(20130120-15)

何小龍(1990～)，男，在讀碩士研究生，研究方向：泌尿系統腫瘤與結石。

高漓(1978～)，男，碩士，副教授，研究方向：泌尿系統腫瘤與結石，E-mail：40407864@qq.com。

R 737.14

A

0253-4304(2016)06-0838-04

10.11675/j.issn.0253-4304.2016.06.23

2016-01-04

2016-03-04)