Wnt/β-catenin通路成分Axin和TCF4在卵巢癌中的研究进展

程丛丛 李云秀 袁海涛 武金玉 尤琪

卵巢癌是目前妇科肿瘤中死亡率居首位的恶性肿瘤[1]，其中90%为上皮性来源。卵巢癌发病率呈逐年递增趋势，常发生在围绝经期妇女，近年来发病趋于年轻化。卵巢位于盆腔深部，因其早期症状不明显，一般的盆腔检查较难发现，并缺乏有针对性的早期筛查手段，超过70%的患者确诊时已至晚期，出现腹胀，腹部包块等与肿瘤浸润有关的症状和体征，失去了最佳的治疗时机[2]。虽然治疗手段像手术、放疗和化疗持续完善，但5年生存率为30%左右，进而导致其高死亡率。因此，进一步探究卵巢癌的发病病因及机制，寻找早期诊断方法以及治疗策略显得极为重要。Wnt信号通路在胚胎发育过程中起着不可或缺的作用，其畸变与人类多种癌症的发生有关。Wnt信号通路在卵巢细胞的增殖、分化和恶性转化中的作用[3-4]已成为当前人们对卵巢癌研究的关注点。Wnt信号通路中的体轴抑制因子(Axis inhibitor，Axin)和T细胞因子4(T cell factor 4，TCF4)基因表达异常会导致Wnt信号通路异常激活，均与卵巢癌的发生发展有关。本文对Wnt信号通路中Axin和TCF4蛋白的结构、功能及其与卵巢癌关系的最新研究进展综述如下。

一、Wnt信号通路与肿瘤

经典Wnt信号通路也称为Wnt/β-连环蛋白，因Wnt基因编码的蛋白为Wnt蛋白，故命名为Wnt信号通路。Wnt蛋白可与细胞膜的受体相结合，启动细胞内信号传导途径，传导生长刺激信号，激活细胞内信号通路调节靶基因的表达，对细胞的增殖、分化、迁移、极性化和凋亡起到重要作用[5]。经典Wnt信号通路的主要成分包括多种蛋白质如：Wnt分泌蛋白、跨膜受体卷曲蛋白、β-连环蛋白(β-catenin)、糖原激酶3β(GSK-3β)、大肠腺瘤性息肉蛋白(APC)、Axin支架蛋白、T-细胞因子(TCF)和酪蛋白激发酶1等[6]。当Wnt信号分子与细胞膜上特异性受体Frizzled 蛋白结合后,激活Wnt信号通路，抑制APC、GSK-3β、Axin、β-catenin组成的复合物激酶的活性，引起β-catenin在细胞内的累积，降解受阻，从而转移到细胞核内与核转录因子TCF/LEF结合，促进特定靶基因的激活并表达,导致细胞异常增殖和迁移,从而参与肿瘤的发生[7]。

二、Axin和TCF4的结构

Axin又称轴蛋白，Axin是从小鼠突变株中克隆得到的基因[8]，其作为Wnt信号转导通路的抑制因子而被人们所认识，而Wnt/β-catenin通路的异常启动与卵巢癌的发生有密切关系[9]。Axin普遍表达于不同的组织，Axin基因[10]定位于人类染色体第16条染色体的长臂上(16q13-3)，其编码区由10个外显子组成，编码含862个氨基酸残基的蛋白质。Axin是经典Wnt信号通路的关键组成部分，它含有与Wnt信号途径中许多成员相互结合的功能区域，如:APC的结合区域、酪蛋白激酶(CKI)的结合区域、糖原合成激酶(GSK)-3β的结合区域、β-catenin的结合区域等。在调节Wnt信号中起着双重作用[11]：一方面Axin作为一个具有多结构域的支架蛋白可以形成β-连环蛋白破坏复合体(APC-Axin-GSK-3β)，促进β-catenin降解，并对β-catenin进行有效调节，使其在正常细胞内保持一个非常低的浓度，以此抑制Wnt信号转导；另一方面，Axin与LRP5/6相互作用并促进GSK3向质膜募集以促进LRP5/6磷酸化和Wnt信号传导[11]。如果没有Axin的作用，GSK-3β无法对β-catenin发挥磷酸化作用。不仅如此，除了调节GSK-3β对β-catenin的磷酸化作用外，Axin还可调节GSK-3β对其他底物的作用。最近研究[12]表明Axin作为一种架构蛋白，在调节神经元的分化、轴突形成过程中的基因表达和细胞骨架调控中起重要作用。

对TCF4基因结构的研究[13]表明该基因位于染色体10q25.3，有17个外显子。它所编码的蛋白质具有三个主要功能区域：外显子1-3编码TCF4的β-catenin结合结构域，外显子10-12编码TCF4的DNA结合结构域，即高迁移率组分；第17外显子具有羧基端结合蛋白结构域。经典转录物所翻译产生的TCF4蛋白由619个氨基酸组成，包含一些重要的功能区域，而其mRNA差异剪接体[13]所产生蛋白质则具有不同形式的功能区域,使得TCF4因信号刺激的不同可分别表现为转录激活或转录抑制的作用，但具体机制仍需实验进一步证实。TCF4的功能研究发现[13]：调节转录时仅单一的TCF4蛋白是不能发挥起作用的，它需结合许多辅助的蛋白来补充必要的功能域，进而调节靶基因。因而与之相互结合的蛋白很多，包括β-catenin、GSK、C-末端结合蛋白(ctBP)等。

三、Axin、TCF4与肿瘤的发生

Axin是Wnt通路的抑制因子之一，与这条通路的多个分子发生作用，这些分子包括APC、GSK-3β、β-catenin、Dishevelled蛋白(DVL)等，并主要通过调节β-catenin的磷酸化状态来实现它作为Wnt通路抑制因子的角色。在经典的Wnt/β-catenin信号途径中，当无Wnt信号时，胞浆中的β-catenin与胞膜E-钙粘蛋白、APC、Axin等结合而被糖原合成GSK -3β磷酸化，然后进一步被泛素化而被降解。而当Axin基因异常，引起Axin蛋白表达受抑制或者下调，导致β-catenin降解被阻断而在胞浆累积并进入核内，进入核内的β-catenin与TCF家族蛋白结合,增强下游基因如c-myc癌基因(c-myc)、凋亡抑制基因(Survivin)和周期素-D1(cyclin-Dl)等的转录，促进细胞的增殖，抑制细胞的凋亡等。Wnt通路的异常激活，可引起肿瘤细胞无限增殖，新生血管形成，肿瘤发生侵袭和转移[14]。林明政等[15]通过对人胃癌细胞株和人永生化胃黏膜上皮细胞株GES-1的研究，发现胃癌细胞中TCF4的表达明显高于对照组GES-1细胞。胃癌细胞中高表达TCF4，对胃癌细胞的增殖起促进作用，对胃癌细胞的衰老和凋亡起抑制作用。张勇等[16]研究表明在正常肺泡上皮和支气管上皮中，TCF4不表达；在肺癌组织中细胞质内，TCF4为阳性表达，部分病例伴有核阳性表达，在95例肺癌组织标本中,结果显示TCF4的阳性表达率随着临床分期升高而明显增加。

众多的研究[17-18]已经证实Wnt信号通路的异常激活与多种肿瘤的发生息息相关，而其中TCF4的异常表达在这一过程中发挥着重要作用，Chen等[19]研究发现TCF4能直接与特定基因的内含子结合并促进相应基因的表达，增强人乳腺癌、肺癌细胞的干细胞潜能，促进人乳腺癌、肺癌的生长与转移；丁彩霞[20]研究发现结肠癌组织分化越差,Axin 的表达率越低，并且与肿瘤的TNM分期和结肠癌淋巴结转移呈负相关，但Axin在结肠癌组织中的表达与年龄、性别无相关性。有研究[21]表明Axin蛋白在正常胃粘膜组织中的阳性表达率明显高于胃癌组织，且与肿瘤的Duke分期、浸润深度、分化程度及淋巴结转移有关。最新研究[22]发现在缺乏β-catenin诱导的情况下，肝细胞Axin基因的突变可导致小鼠发生肝细胞癌。

四、Axin、TCF4与卵巢癌

上皮性卵巢癌在所有妇科恶性肿瘤中的死亡率最高。卵巢癌的临床症状出现较晚，早期不易被发现，70%以上的患者发现时已有多器官和淋巴结的转移。近年有研究发现，Wnt信号转导途径与卵巢肿瘤的发生和转移有着不可忽视的关系。Axin和TCF4作为Wnt信号通路的重要因子，在卵巢癌的发生发展中扮演重要角色[9]。

汪彩霞等[23]的研究间接地提示TCF4可能与卵巢癌转移有关,在Wnt/β-catenin信号通路中，发现卵巢癌细胞用特异性抑制剂处理后，Wnt1、β-catenin和TCF4表达降低。赵婷婷等[24]研究采用免疫组化的方法检测卵巢良性肿瘤、交界性肿瘤、恶性肿瘤中发现TCF4在卵巢癌中表达高于卵巢良性肿瘤和交界性肿瘤，在低分化及Ⅲ+Ⅳ期卵巢癌中改变更明显,同时卵巢癌的病理分级、分期越高，TCF4的表达更加明显。陶玲[25]等运用免疫组化法研究50例卵巢肿瘤发现：组织分化级别越高，临床分期越早的卵巢上皮细胞癌患者β-catenin 阳性率越低，Axin 阳性率越高，β-catenin 和 Axin 的表达与卵巢上皮细胞癌的组织分型没有关系，而与卵巢上皮细胞癌组织的发生、发展、转移和浸润有一定的相关性,Axin 是一种肿瘤抑制基因，对于癌组织的发生和转移有着抑制作用。李艳[26]等研究表明卵巢上皮细胞癌组织中Axin阳性表达率显著低于卵巢良性肿瘤，且与临床分期、组织学分级、有无淋巴结转移密切相关，而与病理类型无相关性。

以上研究表明，Axin和TCF4的表达与卵巢恶性肿瘤的发生发展有关，在Wnt通路中，Axin的表达减少导致β-catenin降解受阻，引起β-catenin在胞质内堆积，当β-catenin易位到细胞核内时，它可以募集且激活TCF4下游基因，从而导致细胞增殖失去常态和肿瘤的形成。

五、结语与展望

Wnt通路作为一条多环节、多作用位点的开放通路，揭示了多种基因协同作用的一个较完整的信号系统如何融合并通过多种不同的机制参与肿瘤发生、发展。在卵巢癌的发生发展中，Axin、TCF4的表达可能与卵巢癌临床分期、组织学分级及淋巴结转移有一定的相关性。目前，对于Axin表达受抑制机制的研究不明确，仍有一些问题有待进一步研究，如Axin基因突变的详细机制、Wnt通路中Axin和TCF4作用之间是否存在反馈关系等。因此，深入研究 Wnt 信号通路中Axin、TCF4的作用机制,有针对性地设计药物以抑制肿瘤的恶化与转移，以期成为早期诊断、靶向治疗卵巢癌和提高生存率的有效手段。