Wnt/β-catenin通路与消化道肿瘤发生发展的关系

米优嘉，原 翔，刘怡文，闫锦阳，耿聪聪，孙 蔚，高社干

Wnt信号通路错综复杂，具有大量已知的配体、受体、共受体和调节成分，存在于不同的动物体内，参与调控动物生长发育的不同阶段。近些年的研究表明[1]，Wnt信号通路在多种肿瘤中被异常激活，该通路上不同因子间的相互作用对于肿瘤的增殖和侵袭起到了促进或抑制的作用。本文就Wnt/β-catenin信号通路与消化道肿瘤之间关系的研究现状作一综述。

1 Wnt/β-catenin信号通路

Wnt信号通路在进化上保守，并且在胚胎发育、成年组织稳态和再生中起着重要作用[2]。此外，它维持遗传稳定性，对细胞生长、分化、增殖、运动、凋亡和干细胞维持等起着重要的作用[3]。Wnt信号的异常与多种疾病有关，包括胚胎畸形、变性疾病和癌症[4-7]。Wnt信号通路分为经典Wnt途径与非经典Wnt途径。经典途径涉及β-catenin在细胞质中的积累及其在细胞核中的位置，并在其中调节转录；而非经典途径包括非经典平面细胞极性途径和非经典Wnt信号/钙通路，并不直接调节β-catenin在细胞核中的转录作用[8-9]。

2 Wnt/β-catenin信号通路与消化道肿瘤

Wnt/β-catenin信号通路的异常激活促进肿瘤细胞转化和肿瘤增生，这其中包括许多消化道肿瘤。当通路信号发生改变时，使肿瘤细胞具有进一步的侵袭转移性和对治疗的抵抗性[10-11]。

2.1 Wnt/β-catenin通路与食管癌

食管癌是一种常见的消化道恶性肿瘤，我国以食管鳞状细胞癌最为常见。由于其具有高侵袭性及高转移性，所以一般预后较差[12]。Wnt/β-catenin通路是Wnt通路中最为经典的信号通路。当Wnt/β-catenin通路异常激活时，多种因子可与β-catenin相互作用，使得β-catenin由胞质转移至核内，竞争性结合TCF4，抑制TCF4的转录激活，从而诱导细胞癌变[13-14]。上皮间质转化(The epithelia-mesenchymal transition,EMT)与Wnt/β-catenin通路的异常表达密切相关。Qin等[15]研究显示，下调 β-catenin后，Wnt信号通路的相关因子发生改变，推测沉默食管癌中Wnt信号通路β-catenin因子，会使E-cadherin表达增加，抑制EMT阻碍食管癌细胞增殖，并进一步抑制食管癌细胞的侵袭与转移。最新研究表明[16]，长非编码RNA(lncRNAs)促进EMT进程，在食管鳞癌的多种病理过程中发挥着重要作用。Tang等[20]通过RT-qPCR检测食管鳞癌组织和细胞中TUG1和miR-148a-3p的表达水平，发现TUG1 mRNA在食管鳞癌组织细胞中的表达明显上调，并与miR-148a-3p的表达呈负相关。TUG1基因敲除可抑制食管癌细胞EC9706和OE19细胞的增殖、迁移和侵袭，促进细胞凋亡，减缓EMT进程。下调miR-148a-3p可逆转TUG1缺失对食管癌细胞的正向作用。此外，mcl-1还逆转了TUG1缺失对上述EMT相关蛋白WNT1、C-myc、cyclin D1和β-catenin表达的抑制作用。

近年来对于Wnt/β-catenin信号通路上不同因子的机制研究不断深入。Zhang等[17]研究表明，DCLK1基因的敲除可能通过抑制β-catenin/c-Myc/Wnt通路来调节食管鳞癌的增殖、迁移、侵袭和化疗敏感性，从而抑制食管鳞癌的发展。He等[18]发现，PLCD-1对食管癌TE1和EC18细胞增殖、侵袭和迁移的抑制作用可能与抑制Wnt/β-catenin信号通路有关，表明PLCD1在抑制食管鳞癌的发生发展中起关键作用。Feng等[19]研究表明，PRDX2在食管鳞状细胞癌组织中的表达显著增加，并且与ESCC患者的预后不良有关。此外，PRDX2的表达与ESCC的病理分级、浸润程度及5 a生存时间显著相关。体外增殖分析表明，PRDX2基因敲除抑制了ESCC细胞的生长和克隆形成。Scratch和Transwell实验表明，敲除PRDX2基因可显著抑制细胞的迁移和侵袭。机制研究表明，PRDX2基因敲除导致Wnt/β-catenin和AKT通路失活。环状RNA(circRNA)是一类特殊的非编码RNA分子，是RNA领域研究的热点之一。Hu等[20]应用基因芯片技术鉴定食管鳞癌及其配对的正常组织中差异表达的circRNA，探讨了特异性差异表达的circGSK3β在体外和体内对肿瘤进展的影响，应用液滴数字聚合酶链反应(ddPCR)检测食管鳞癌患者、良性病变患者和健康对照者血浆中circGSK3β的检出率，结果显示在食管癌患者中，circGSK3β的表达上调与临床分期和预后不良呈正相关，并发现血浆中circGSK3β的表达是食管鳞癌和早期食管鳞癌的生物标志物。

2.2 Wnt/β-catenin通路与胃癌

近年来Wnt通路与胃癌的关系已成为人们研究的重点。RACK1已被鉴定为多种细胞内信号转导途径中的衔接蛋白。因为它参与了细胞生长和运动的协调，所以在某种程度上起到了促癌作用[21-24]。Deng等[25]研究表明，RACK1通过稳定β-catenin裂解复合物负调控Wnt信号通路，并在胃癌细胞中起到抑癌作用。RACK1通过与Axin的相互作用对Wnt /β-catenin信号传导产生抑制作用，这反过来又会影响GSK3β介导的β-catenin的磷酸化和降解。Wang等[26]通过免疫组化的方法，发现与癌旁胃组织相比，RACK1在胃癌组织中的表达明显降低，并与胃癌的TNM分期、分化程度及有无淋巴结转移相关。Zhu等[27]通过细胞侵袭、Transwell、RT-qPCR等实验发现RACK1可能通过限制Wnt /β-catenin途径抑制胃癌细胞的EMT，从而抑制细胞迁移和侵袭，RACK1还可以抑制胃癌细胞生长。现在越来越多的证据显示环状RNA(circRNAs)在胃癌中起关键作用。Dai等[28]采用PCR方法检测胃癌患者外周血中circFGD4的水平，结果表明circFGD4低表达与胃癌患者肿瘤分化差、淋巴结转移及预后不良有关，其体内抑制GC细胞的存活、集落形成、迁移、诱导的EMT以及肿瘤的发生和转移。机制分析表明，circFGD4通过调节miR532-3p/APC轴使β-catenin信号失活，从而抑制胃癌细胞的存活、迁移和上皮转化。Liu等[29]采用在线数据库和免疫组织化学方法分析BAIAP2L2的表达，探讨了BAIAP2L2在人胃癌中的特异性作用。结果表明BAIAP2L2在肿瘤组织中高表达，其表达与肿瘤直径、T分期、pTNM分期及淋巴结转移显著相关，BAIAP2L2基因敲除可抑制AKT/mTOR和WNT/β-catenin信号通路相关蛋白的表达。BAIAP2L2在胃癌组织中表达上调，BAIAP2L2基因的敲除可能通过失活AKT/mTOR和WNT/β-catenin信号通路来抑制胃癌的增殖和转移。

2.3 Wnt/β-catenin通路与结直肠癌

Wnt通路信号的异常激活也可导致结直肠癌的发生。在细胞癌变过程中，β-catenin因Wnt信号通路激活从细胞质转移到细胞核，并与TCF4(T细胞因子)和LEF-1(淋巴增强因子)的成员结合，成为转录的中心介体，TCF4-β-catenin复合物可能调节LEF-1的转录，并可能导致肿瘤的形成及进展[2,30-32]。Kriegl L等[33]应用组织芯片技术对214例大肠癌标本进行LEF-1、TCF4和核β-catenin的免疫组化检测。结果显示：在单因素分析中，与TCF4相比，LEF-1表达是阳性预后因素，与更长的总生存期相关，是较长总生存期的独立预测因子。Wang等[34]研究表明，不同表型的LEF-1对结直肠癌细胞株生长的影响也不同，截短型LEF-1(LEF-1-ΔL)在体内外过表达对结肠癌细胞株SW480和HT29的生长均有明显抑制作用，而全长LEF-1-FL(LEF-1-FL)可促进HT29细胞的增殖。LEF-1-ΔL使Wnt信号失活，降低了CXCR4在结肠细胞中的表达，可能导致结直肠癌迁移、黏附和存活等活性降低。Li等[35]研究指出，结肠癌中LEF-1异常激活的生物学结果与差异启动子的激活和抑制有关。β-catenin上不同位点发生突变也可稳定Wnt信号通路，从而导致结肠癌的发生。Parker等[36]发现，携带单个突变体等位基因编码Ser45缺失的β-catenin(β-cat∆S45)及APC也可与Wnt受体发生相互作用，即不存在Ser45的情况下，GSK-3β位点的β-catenin磷酸化和蛋白酶体降解继续发生，从而致癌。

3 结语

Wnt/β-catenin信号通路与消化道肿瘤发生发展有着密切的联系，该通路上不同因子的异常激活在消化道肿瘤的侵袭转移中扮演着促进或抑制的角色。综上表明，Wnt/β-catenin信号通路相关因子可作为消化道肿瘤诊断及预后指标，并可作为治疗消化道肿瘤的新靶标。虽然相关研究进展较快，但仍有一些亟待解决的问题，比如：Wnt/β-catenin通路异常激活的原因是否与一些外来因素，包括细菌、病毒等相关，不同的体内环境是否会对Wnt/β-catenin通路因子的活性产生不同的影响等。总之，Wnt/β-catenin信号通路的相关作用机制尚未完全阐明，还有待进一步研究论证。