Wnt/β-catenin通路成分Axin和TCF4在卵巢癌中的研究進展

程叢叢 李云秀 袁海濤 武金玉 尤琪

卵巢癌是目前婦科腫瘤中死亡率居首位的惡性腫瘤[1]，其中90%為上皮性來源。卵巢癌發病率呈逐年遞增趨勢，常發生在圍絕經期婦女，近年來發病趨于年輕化。卵巢位于盆腔深部，因其早期癥狀不明顯，一般的盆腔檢查較難發現，并缺乏有針對性的早期篩查手段，超過70%的患者確診時已至晚期，出現腹脹，腹部包塊等與腫瘤浸潤有關的癥狀和體征，失去了最佳的治療時機[2]。雖然治療手段像手術、放療和化療持續完善，但5年生存率為30%左右，進而導致其高死亡率。因此，進一步探究卵巢癌的發病病因及機制，尋找早期診斷方法以及治療策略顯得極為重要。Wnt信號通路在胚胎發育過程中起著不可或缺的作用，其畸變與人類多種癌癥的發生有關。Wnt信號通路在卵巢細胞的增殖、分化和惡性轉化中的作用[3-4]已成為當前人們對卵巢癌研究的關注點。Wnt信號通路中的體軸抑制因子(Axis inhibitor，Axin)和T細胞因子4(T cell factor 4，TCF4)基因表達異常會導致Wnt信號通路異常激活，均與卵巢癌的發生發展有關。本文對Wnt信號通路中Axin和TCF4蛋白的結構、功能及其與卵巢癌關系的最新研究進展綜述如下。

一、Wnt信號通路與腫瘤

經典Wnt信號通路也稱為Wnt/β-連環蛋白，因Wnt基因編碼的蛋白為Wnt蛋白，故命名為Wnt信號通路。Wnt蛋白可與細胞膜的受體相結合，啟動細胞內信號傳導途徑，傳導生長刺激信號，激活細胞內信號通路調節靶基因的表達，對細胞的增殖、分化、遷移、極性化和凋亡起到重要作用[5]。經典Wnt信號通路的主要成分包括多種蛋白質如：Wnt分泌蛋白、跨膜受體卷曲蛋白、β-連環蛋白(β-catenin)、糖原激酶3β(GSK-3β)、大腸腺瘤性息肉蛋白(APC)、Axin支架蛋白、T-細胞因子(TCF)和酪蛋白激發酶1等[6]。當Wnt信號分子與細胞膜上特異性受體Frizzled 蛋白結合后,激活Wnt信號通路，抑制APC、GSK-3β、Axin、β-catenin組成的復合物激酶的活性，引起β-catenin在細胞內的累積，降解受阻，從而轉移到細胞核內與核轉錄因子TCF/LEF結合，促進特定靶基因的激活并表達,導致細胞異常增殖和遷移,從而參與腫瘤的發生[7]。

二、Axin和TCF4的結構

Axin又稱軸蛋白，Axin是從小鼠突變株中克隆得到的基因[8]，其作為Wnt信號轉導通路的抑制因子而被人們所認識，而Wnt/β-catenin通路的異常啟動與卵巢癌的發生有密切關系[9]。Axin普遍表達于不同的組織，Axin基因[10]定位于人類染色體第16條染色體的長臂上(16q13-3)，其編碼區由10個外顯子組成，編碼含862個氨基酸殘基的蛋白質。Axin是經典Wnt信號通路的關鍵組成部分，它含有與Wnt信號途徑中許多成員相互結合的功能區域，如:APC的結合區域、酪蛋白激酶(CKI)的結合區域、糖原合成激酶(GSK)-3β的結合區域、β-catenin的結合區域等。在調節Wnt信號中起著雙重作用[11]：一方面Axin作為一個具有多結構域的支架蛋白可以形成β-連環蛋白破壞復合體(APC-Axin-GSK-3β)，促進β-catenin降解，并對β-catenin進行有效調節，使其在正常細胞內保持一個非常低的濃度，以此抑制Wnt信號轉導；另一方面，Axin與LRP5/6相互作用并促進GSK3向質膜募集以促進LRP5/6磷酸化和Wnt信號傳導[11]。如果沒有Axin的作用，GSK-3β無法對β-catenin發揮磷酸化作用。不僅如此，除了調節GSK-3β對β-catenin的磷酸化作用外，Axin還可調節GSK-3β對其他底物的作用。最近研究[12]表明Axin作為一種架構蛋白，在調節神經元的分化、軸突形成過程中的基因表達和細胞骨架調控中起重要作用。

對TCF4基因結構的研究[13]表明該基因位于染色體10q25.3，有17個外顯子。它所編碼的蛋白質具有三個主要功能區域：外顯子1-3編碼TCF4的β-catenin結合結構域，外顯子10-12編碼TCF4的DNA結合結構域，即高遷移率組分；第17外顯子具有羧基端結合蛋白結構域。經典轉錄物所翻譯產生的TCF4蛋白由619個氨基酸組成，包含一些重要的功能區域，而其mRNA差異剪接體[13]所產生蛋白質則具有不同形式的功能區域,使得TCF4因信號刺激的不同可分別表現為轉錄激活或轉錄抑制的作用，但具體機制仍需實驗進一步證實。TCF4的功能研究發現[13]：調節轉錄時僅單一的TCF4蛋白是不能發揮起作用的，它需結合許多輔助的蛋白來補充必要的功能域，進而調節靶基因。因而與之相互結合的蛋白很多，包括β-catenin、GSK、C-末端結合蛋白(ctBP)等。

三、Axin、TCF4與腫瘤的發生

Axin是Wnt通路的抑制因子之一，與這條通路的多個分子發生作用，這些分子包括APC、GSK-3β、β-catenin、Dishevelled蛋白(DVL)等，并主要通過調節β-catenin的磷酸化狀態來實現它作為Wnt通路抑制因子的角色。在經典的Wnt/β-catenin信號途徑中，當無Wnt信號時，胞漿中的β-catenin與胞膜E-鈣粘蛋白、APC、Axin等結合而被糖原合成GSK -3β磷酸化，然后進一步被泛素化而被降解。而當Axin基因異常，引起Axin蛋白表達受抑制或者下調，導致β-catenin降解被阻斷而在胞漿累積并進入核內，進入核內的β-catenin與TCF家族蛋白結合,增強下游基因如c-myc癌基因(c-myc)、凋亡抑制基因(Survivin)和周期素-D1(cyclin-Dl)等的轉錄，促進細胞的增殖，抑制細胞的凋亡等。Wnt通路的異常激活，可引起腫瘤細胞無限增殖，新生血管形成，腫瘤發生侵襲和轉移[14]。林明政等[15]通過對人胃癌細胞株和人永生化胃黏膜上皮細胞株GES-1的研究，發現胃癌細胞中TCF4的表達明顯高于對照組GES-1細胞。胃癌細胞中高表達TCF4，對胃癌細胞的增殖起促進作用，對胃癌細胞的衰老和凋亡起抑制作用。張勇等[16]研究表明在正常肺泡上皮和支氣管上皮中，TCF4不表達；在肺癌組織中細胞質內，TCF4為陽性表達，部分病例伴有核陽性表達，在95例肺癌組織標本中,結果顯示TCF4的陽性表達率隨著臨床分期升高而明顯增加。

眾多的研究[17-18]已經證實Wnt信號通路的異常激活與多種腫瘤的發生息息相關，而其中TCF4的異常表達在這一過程中發揮著重要作用，Chen等[19]研究發現TCF4能直接與特定基因的內含子結合并促進相應基因的表達，增強人乳腺癌、肺癌細胞的干細胞潛能，促進人乳腺癌、肺癌的生長與轉移；丁彩霞[20]研究發現結腸癌組織分化越差,Axin 的表達率越低，并且與腫瘤的TNM分期和結腸癌淋巴結轉移呈負相關，但Axin在結腸癌組織中的表達與年齡、性別無相關性。有研究[21]表明Axin蛋白在正常胃粘膜組織中的陽性表達率明顯高于胃癌組織，且與腫瘤的Duke分期、浸潤深度、分化程度及淋巴結轉移有關。最新研究[22]發現在缺乏β-catenin誘導的情況下，肝細胞Axin基因的突變可導致小鼠發生肝細胞癌。

四、Axin、TCF4與卵巢癌

上皮性卵巢癌在所有婦科惡性腫瘤中的死亡率最高。卵巢癌的臨床癥狀出現較晚，早期不易被發現，70%以上的患者發現時已有多器官和淋巴結的轉移。近年有研究發現，Wnt信號轉導途徑與卵巢腫瘤的發生和轉移有著不可忽視的關系。Axin和TCF4作為Wnt信號通路的重要因子，在卵巢癌的發生發展中扮演重要角色[9]。

汪彩霞等[23]的研究間接地提示TCF4可能與卵巢癌轉移有關,在Wnt/β-catenin信號通路中，發現卵巢癌細胞用特異性抑制劑處理后，Wnt1、β-catenin和TCF4表達降低。趙婷婷等[24]研究采用免疫組化的方法檢測卵巢良性腫瘤、交界性腫瘤、惡性腫瘤中發現TCF4在卵巢癌中表達高于卵巢良性腫瘤和交界性腫瘤，在低分化及Ⅲ+Ⅳ期卵巢癌中改變更明顯,同時卵巢癌的病理分級、分期越高，TCF4的表達更加明顯。陶玲[25]等運用免疫組化法研究50例卵巢腫瘤發現：組織分化級別越高，臨床分期越早的卵巢上皮細胞癌患者β-catenin 陽性率越低，Axin 陽性率越高，β-catenin 和 Axin 的表達與卵巢上皮細胞癌的組織分型沒有關系，而與卵巢上皮細胞癌組織的發生、發展、轉移和浸潤有一定的相關性,Axin 是一種腫瘤抑制基因，對于癌組織的發生和轉移有著抑制作用。李艷[26]等研究表明卵巢上皮細胞癌組織中Axin陽性表達率顯著低于卵巢良性腫瘤，且與臨床分期、組織學分級、有無淋巴結轉移密切相關，而與病理類型無相關性。

以上研究表明，Axin和TCF4的表達與卵巢惡性腫瘤的發生發展有關，在Wnt通路中，Axin的表達減少導致β-catenin降解受阻，引起β-catenin在胞質內堆積，當β-catenin易位到細胞核內時，它可以募集且激活TCF4下游基因，從而導致細胞增殖失去常態和腫瘤的形成。

五、結語與展望

Wnt通路作為一條多環節、多作用位點的開放通路，揭示了多種基因協同作用的一個較完整的信號系統如何融合并通過多種不同的機制參與腫瘤發生、發展。在卵巢癌的發生發展中，Axin、TCF4的表達可能與卵巢癌臨床分期、組織學分級及淋巴結轉移有一定的相關性。目前，對于Axin表達受抑制機制的研究不明確，仍有一些問題有待進一步研究，如Axin基因突變的詳細機制、Wnt通路中Axin和TCF4作用之間是否存在反饋關系等。因此，深入研究 Wnt 信號通路中Axin、TCF4的作用機制,有針對性地設計藥物以抑制腫瘤的惡化與轉移，以期成為早期診斷、靶向治療卵巢癌和提高生存率的有效手段。