Wnt/β-catenin信号通路在胰腺癌中的研究进展

潘岩 综述 花永强 刘鲁明 审校

复旦大学附属肿瘤医院中西医结合科，复旦大学上海医学院肿瘤学系，上海 200032

胰腺癌是一种难治性疾病，常规化疗疗效有限。靶向治疗(即针对性地杀灭肿瘤细胞而最低程度影响正常细胞功能)在肿瘤治疗中取得了诱人的结果。大量研究证实，Wnt/β-catenin信号通路在胰腺发育中起着重要作用，成人胰腺组织中该信号通路表达下降［1］。然而，异常激活的Wnt/β-catenin信号通路对胰腺导管腺癌发生、转移有重要影响［2-3］。深入探讨该信号通路有可能为靶向治疗提供新的方案。Wnt信号通路包括经典Wnt/β-catenin信号通路、非经典Wnt/β-catenin信号通路及Wnt/Ca2+通路。其中对经典Wnt/β-catenin信号通路的研究最透彻。

1 Wnt/β-catenin信号通路

Wnt/β-catenin信号通路是生物早期发育过程中一个非常保守的信号通路，通过某些特定基因调节胚胎组织的发育和组织功能的维持。该信号通路调控不同组织中的众多细胞功能，如细胞增殖、细胞死亡、上皮-间质转化、细胞生物学反应等。因此，部分异常激活的Wnt/β-catenin信号通路可导致细胞无限制增殖、生长，并促使肿瘤发生。

经典Wnt/β-catenin信号通路大体如图1所示。该信号通路成员较为复杂，Wnt分泌蛋白家族与靶细胞上的膜受体复合物［Frizzled(Fzd)和LRP5/6］结合后，信号蛋白Dsh高度磷酸化，使APC、GSK-3β、Axins等组成的β-catenin降解复合物解离。细胞质内的β-catenin脱离降解复合物的束缚之后，不再被蛋白酶降解，在细胞质中聚集并进一步入核，通过与转录T细胞因子/淋巴细胞增强因子(TCF/LEF)结合，从而开启下游基因的转录。在未激活细胞中，一方面Wnt蛋白与Fzd受体的结合受细胞外基质中(如sFRP等)各种Wnt拮抗剂和激动剂的影响 ，使配体/受体正常结合，适度激发该信号通路，另一方面细胞质中与APC、Axins等组成降解复合物的β-catenin，被激酶CK-1及GSK-3β磷酸化，进一步泛素化后被蛋白酶降解，这一过程使细胞质中的β-catenin维持在低浓度状态。以上种种负性调节作用维持了正常细胞中Wnt/β-catenin信号通路的稳定性，从而保持细胞正常的生物学功能。

2 Wnt/β-catenin信号通路与胰腺发育

Wnt/β-catenin信号通路参与众多正常组织发育过程，包括皮肤、大脑、乳腺、肝脏等，是细胞增殖、细胞凋亡和细胞分化等特性的重要调节因素。对于胰腺而言，β-catenin在胰腺腺泡细胞及内、外分泌细胞发育过程中的作用至关重要，但是却不影响胰岛发育及成人腺泡功能的维持［1,6-7］。Dessimoz等［8］对Wnt/β-catenin信号通路在胰腺器官发育中的作用做了详细研究，发现敲除β-catenin编码基因的胰腺上皮细胞和十二指肠细胞的Pdx1-Cre小鼠中可见胰腺内分泌细胞减少，进一步影响胰腺外分泌组织的发育。围产期该小鼠常常由于腺泡结构被破坏而出现急性水肿性胰腺炎。后者可通过其他正常细胞修复因胰腺炎损伤的组织，并可产生新的胰腺组织及十二指肠绒毛。

图1 胰腺导管腺癌经典Wnt/β-catenin信号通路［5］Fig.1 Canonical Wnt/β-catenin signaling in pancreatic ductal adenocarcinoma

3 异常激活Wnt/β-catenin信号通路与胰腺癌

胰腺非导管腺癌中普遍可见细胞质和细胞核中β-catenin升高，Dessimoz等［7］阐述了Wnt/β-catenin信号通路在胰腺非导管腺癌中的作用。同样，异常激活的Wnt/β-catenin信号通路在胰腺导管腺癌发生、转移有重要作用［2-3］。但目前的一些研究结果存在争议。一项关于111例胰腺癌患者的研究中未检测到CTNNB1基因突变及细胞核β-catenin蛋白聚集［9］。日本学者检测的20例胰腺癌组织，未见β-catenin基因突变；在102例组织增生、35例不典型增生、73例胰腺导管腺癌及正常胰腺组织中没有检测到β-catenin在细胞质及细胞核中聚集［10］。而另一些研究持相反观点，应用免疫组化技术检测胰腺癌，结果提示部分胰腺癌中可检测到β-catenin蛋白表达［2,11］。Pasca等［12］在26个人胰腺癌细胞系及3种胰腺癌动物模型中均观察到Wnt/β-catenin信号通路有不同程度的激活，阻断Wnt/β-catenin信号通路可抑制细胞增殖，促进细胞凋亡。Zeng 等［3］检测了31例进展型胰腺癌，发现65%胰腺癌患者β-catenin蛋白表达增强，主要是Ser45/Thr41磷酸化β-catenin蛋白，只有2例患者CTNNB1存在突变。另外，Wnt-1、frizzled-2和GSK-3β表达也增多。正常胰腺组织与胰腺癌中APC和Axin表达无明显差异。由此可见，胰腺癌中Wnt/β-catenin信号通路增强，但少见CTNNB1基因突变。另有研究表明胰腺癌CTNNB1，即β-catenin蛋白编码基因突变率为24%；APC突变率约16%［13-14］。

综上所述，Wnt/β-catenin信号通路在胰腺癌中的研究结论并不一致。因此，仍需对胰腺癌Wnt/β-catenin信号通路进行更全面、综合的检测及分析。

4 针对Wnt/β-catenin信号通路的胰腺癌靶向治疗

4.1 针对Wnt/Fzd 配体/受体复合物的靶向治疗

肿瘤微环境对信号通路的激活起着至关重要的作用，包括各类肿瘤相关细胞与细胞因子。其中与胰腺癌细胞关系最为密切的胰腺星形细胞可旁分泌激活Wnt/β-catenin信号通路，加速胰腺癌恶化。Froeling等［15］的研究结果显示，维生素A酸能够稳定胰腺星形细胞，减缓上述过程。肿瘤微环境中的细胞因子sFRPs是Wnt配体拮抗剂，在胰腺癌中呈低表达。经视黄醛酸处理后，细胞外sFRP4增多，抑制Wnt/β-catenin信号通路，导致细胞核β-catenin减少，从而降低胰腺癌细胞的侵袭［5］。DKK蛋白是另一种Wnt蛋白的拮抗剂，通过与frizzled受体结合参与肿瘤的发展和恶化。Takahashi等［16］对43个胰腺癌细胞系进行DKK蛋白表达筛选结果显示，DKK-1表达在各细胞系中均升高，未发现DKK-3表达增加，DKK-2、DKK-4在大多数细胞系中未见表达。同样，DKK-1蛋白过表达在23例胰腺癌手术切除组织中被检测到。敲除胰腺癌SUIT-2细胞系和转移癌S2-CP8细胞系中的DKK-1基因，可导致胰腺癌SUIT-2细胞系侵袭能力下降、动物移植瘤块生长受抑制。Zhong等［17］的研究表明，在胰腺发育过程中起重要作用的GATA6可负向调控Wnt拮抗剂DKK-1，促进细胞增殖，从而加速胰腺癌的发生及进展，因此归于癌基因一族。细胞外硫酸酯酶是一种Wnt信号通路激动剂，包括硫酸酯酶-1和硫酸酯酶-2，在胰腺癌组织和细胞系中呈高表达，其与Wnt受体结合可激活Wnt/β-catenin信号通路［18］。

因此，采用增加或促进sFRPs、DKK分泌，干扰或抑制硫酸酯酶分泌的方法可有效抑制Wnt/β-catenin信号通路，可成为胰腺癌靶向治疗的靶点。

4.2 针对β-catenin降解复合物的靶向治疗

干扰半乳糖凝集素-3基因表达可以促进β-catenin降解，从而降低胰腺癌细胞的侵袭和转移［19］。Cho等［20］研究发现，胰腺导管腺癌上调因子(PAUF)能使处理后的胰腺癌细胞细胞质中的β-catenin特异性地在Ser-33/37/Thr-41和Ser-675位点磷酸化，保持β-catenin的稳定性，从而导致β-catenin靶基因cyclin-D1和c-jun高表达，胰腺癌细胞呈快速增殖。用β-catenin抑制剂六氯酚处理后，不管PAUF是否存在，胰腺癌细胞的增殖能力均减弱。糖原合成激酶3β(GSK-3β)第9位丝氨酸磷酸化，可导致降解复合物解离、β-catenin聚集并与核内转录因子结合［21］。毛细血管扩张性共济失调细胞互补基因(ATDC)，即TRIM29，其蛋白表达与β-catenin表达一致。ATDC蛋白作用于糖原合成激酶GSK-3负性调控蛋白Dvl-2，从而稳定β-catenin［22］。钙周期结合蛋白或Siah-1互动蛋白在胰腺癌组织中表达高于病灶周围正常组织(28/68, 41.2%)，且与病理分级、临床分期呈正相关，主要机制可能是参与β-catenin的降解［23］。

鉴于胰腺癌中β-catenin及GSK-3蛋白异常较为常见，也可成为靶向治疗的靶点。

4.3 针对β-catenin/LEF-TCF转录复合物的靶向治疗

胰腺癌中β-catenin蛋白表达异常通过Wnt/β-catenin信号通路调控下游基因cyclinD1，c-myc和MMP-7转录，导致肿瘤进展及转移，影响胰腺癌患者预后［24］。因此，针对性地阻断LEF/TCF与β-catenin的结合位点即可阻断下游靶基因的转录，从而逆转肿瘤细胞的恶性生物学特性。

5 结语

Wnt/β-catenin信号通路在胰腺癌发生、发展中发挥重要作用。在65%胰腺癌病灶及绝大多数胰腺癌细胞系中β-catenin蛋白表达均显著增高，其编码基因突变少见，其余信号通路成员也有不同程度的改变。Wnt/β-catenin信号通路与胰腺癌的生长、转移密切相关，但目前仍有许多问题有待阐明，如为什么出现β-catenin蛋白表达增加，但编码基因CTNNB1却少见突变？Wnt/β-catenin信号通路对胰腺癌生长、转移到底有多少影响？该信号通路是否与其他信号通路存在重要的网络联系？此外，Wnt/β-catenin信号通路对胰腺癌化疗耐药、肿瘤干细胞影响等方面尚缺乏相关研究，值得进一步探讨。Wnt/β-catenin信号通路存在自身重要的调节机制，如sFRPs、DKK、硫酸酯酶，β-catenin降解复合物等，都有可能成为治疗靶点。相信随着对该信号通路认识的不断深入，必将深化对胰腺癌形成和发展的认识，促进Wnt/β-catenin信号通路靶向药物开发及临床应用研究。

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