胃癌组织中Oct—4、Wnt、β—catenin信号通路的相互关系

张爱东　宋旭东

【摘要】 在人类中，发育信号途径的抑制性突变会导致发育缺陷。相反，发育信号途径过度活跃则会导致肿瘤。Wnt/β-catenin信号通路不仅在发育、再生等方面具有重要作用，而且与胃癌的发生发展关系密切。同时胃癌的发生与干细胞调控网络的核心基因Oct4也有着密切的关联。实验证明Oct-4对Wnt/β-catenin及TGF-β信号通路的成员有调控作用；Oct4与TCF3之间的负反馈作用值得深入研究。

【关键词】 Oct-4 Wnt β-catenin信号通路；胃癌组织；相互关系

文章编号：1004-7484（2014）-02-0666-02

癌症是当今世界最难攻克的顽症之一，是一个全球性公共健康问题。胃癌是世界上最常见的恶性肿瘤之一，严重威胁着人类的健康。我国属胃癌高发国家，胃癌是中国的第三大常见肿瘤。近年来，胃癌的基础、预防与临床研究发展迅速，取得了显著成就。不仅在流行病学、病因学、病理学、免疫学、生化学、分子生物学等方面有了更深入地也认识。近年来肿瘤生物靶向治疗为胃癌的治疗开辟了新领域。研究胃癌在发病过程中相关基因的相互作用不仅有助于加深对胃癌发病机制的理解，而且有助于发现靶向治疗的新的分子靶点。

Wnt/β-catenin信号途径是一种参与控制胚胎发育，进化上保守的信号传导途径，在许多动物机体中均有重要的作用。Wnt是一类分泌型糖蛋白，通过自分泌或旁分泌发挥作用。Wnt分泌后能与细胞表面特异性受体相互作用，通过一系列下游蛋白的磷酸化与去磷酸化过程，能引起胞內β-catenin积累。β-catenin是一种多功能的蛋白质，在细胞连接处它与E–cadherin相互作用，参与形成粘合带，而游离的β-catenin可进入细胞核，调节基因表达。Wnt/β-catenin信号通路不仅在发育、再生等方面具有重要作用，而且与胃癌的发生发展关系密切。同时由于胃癌的发生与干细胞调控网络的核心基因Oct4等也牵涉其中。

1 干细胞相关基因在胃癌中的表达

应用RT-PCR检测发现Oct4在所研究的胃癌组织中有所表达。伴随着这些核转录因子，Wnt-β-catenin信号通路家族成员TCF3，wnt10b，β-catenin等和TGF-β信号通路家族成员ELF，Smad3和Smad4等基因也不同程度地在胃癌细胞系及胃癌组织中表达。

2 Oct4被敲低后Wnt-β-catenin及TGF-β信号通路相关分子表达的改变

进一步检测Oct4被RNA干扰后24h的Wnt-β-catenin家族各基因表达如下：①Oct4表达下降了70%-80%；②随着Oct4表达下降，wnt10b的表达下降了60%左右；③β-catenin的表达也随之下降约60%左右；④而TCF3却升高了2-3倍。由于TCF3在Wnt-β-catenin通路中表现为抑制基因表达，所以Oct4下降总的结果是导致wnt-β-catenin通路的功能下降。同时，对TGF-β信号通路的相关基因ELF、Smad3、Smad4的表达分析也表明：当Oct4被抑制后上述三个基因的表达受到了比wnt-β-catenin通路更明显的抑制，ELF、Smad3、Smad4的表达量均降到对照的1%以下。

wnt-β-catenin信号通路无论与胃部的发育还是与胃癌发生发展的关系早已为人所熟知。近年已有不少学者在研究Oct4对wnt-β-catenin通路的调控作用。近期的生物信息学研究发现Oct4可能是某个或某些wnt基因的调控基因；Babaie等用基因芯片检测也发现有的Wnt基因受Oct4的调控。HOchedlinger等人用TetOP-Oct4转基因小鼠证明持续表达Oct4，导致多种上皮组织肿瘤样异型性改变，终止Oct4诱导后细胞可逆转；其中的β-catenin的表达与Oct4呈正相关。嵌合体中无Oct4表达的细胞β-catenin无改变。在胃癌细胞系HepG2中Oct4至少可通过以下几方面作用于wnt-β-catenin通路：①促进wnt10b的表达；②促进β-catenin的表达；③抑制TCF3的表达。其共同作用导致wnt-β-catenin通路功能增强。

作为wnt-β-catenin通路的效应分子，TCF3也是重要的核转录调控因子之一。2008年以来已有研究者发现在胚胎干细胞的发育调控过程，TCF3通过对Oct4、NanOg、SOx2等基因的调控，成为胚胎干细胞自我更新或分化限速基因。在HepG2细胞中进行的RNAi实验发现抑制Oct4的表达，TCF3的mRNA水平升高；抑制TCF3的表达，Oct4的mRNA水平升高，并且伴随着TGF-β家族的多个基因表达升高。表明在胃癌细胞中两者之间存在着与胚胎干细胞内相似的关系。但是在未经任何处理的HepG2细胞内，TCF3和Oct4均同时高表达。这一现象用彼此之间存在相互抑制的实验结果难以给予一个有充分说服力的理由。这中间应该还有另外的因素在起作用。

按照肿瘤干细胞理论，肿瘤干细胞来自干细胞的基因突变。肿瘤的分化程度与其起源于干细胞的分化程度有关。在RNAi实验中，抑制Oct4的表达，wnt-β-cate-nin和TGF-β信号通路中的基因表达同时受到抑制提示了另外的可能。

总之，通过检测mRNA发现胃癌细胞系中同时表达Oct4及wnt-β-catenin和TGF-β信号通路中的多个基因，在胃癌组织中也检测到Oct4等相关基因的表达；RNAi实验证明：在胃癌细胞中Oct4与TCF3之间存在着相互作用。同时由于Oct4既使wnt-β-cate-nin信号通路功能增强，又使TGF-β信号通路功能增强，从而使Oct4在胃癌中的意义更加复杂。

参考文献

[1] 程丽时，吴云林.胃癌基础与临床.西安.西安交通大学出版社，1999.

[2] 刘复生，刘彤华，主编.肿瘤病理学.北京：北京医科大学∕中国协和医科大学联合出版社，1996.