Wnt信号通路与非小细胞肺癌的研究进展

左慧敏，曾林祥

(南昌大学 第二附属医院 呼吸内科，江西 南昌330006)

肺癌是世界上癌症死亡的主要原因，其中约80%～85% 为非小细胞肺癌(non-small cell lung cancer，NSCLC)，从目前发表的文献数据显示，肺癌不仅是癌症死亡的主要原因，也是继心脏病之后引起人类病死率最高的第二大疾病。由于大多数患者在确诊时存在肿瘤转移、术后或放化疗后短期内复发，5年相对存活率仅为17%[1]。因为存在化疗耐药或最初药物治疗时即引起获得性耐药，转移性NSCLC 通常是无法治愈的。Notch、Hedgehog 和Wnt信号通路对调控肿瘤干细胞的生长及对化疗药物耐药性均发挥重要作用[2]。本综述将重点讨论Wnt 通路在NSCLC 中的作用，对目前已知的Wnt 通路的相关作用因子的增加或减少与细胞生长、增殖以及NSCLC患者预后、抗药性的关系。

1 Wnt信号通路及作用机制

Wnt信号传导通路参与细胞的增殖、分化、运动及凋亡等过程，是细胞发育所必需的，调节着细胞的行为及细胞的相互作用。Wnt 主要通过3种途径进行传导:1)经典Wnt信号途径，即Wnt/β-catenin信号通路，这条通路激活后将募集细胞质内的β-cantenin 转移入细胞系启动靶基因的表达;反之，β-catenin在没有Wnt信号存在时就被APC-Axin-GSK3β-CK 复合体泛素化降解，通路即处于关闭状态[3];2)Wnt/PcR 通路，主要作用可能是参与胚胎发育时期其细胞骨架的重排调控;3)Wnt/Ca2+途径，通路由Wnt-5a 或Wnt-l1 激活，活化后的CDK2和PKC 使胞内钙离子浓度升高，导致NFAT 在核内蓄积诱导靶基因的表达。

2 Wnt信号通路抑制剂

Wnt 抑制剂包括分泌相关性蛋白(sFRPs)、Dab2、Wnt 抑制因子1(WIF-1)、Cerberus、Dickkopf家族、Dvl 拮抗剂和人类HDPR1。Wnt 家族的一些成员，如Wnt-5b，也可能通过GSK-3β 激活β-catenin 下调从而阻止经典Wnt信号[4]。抗感染药物，维生素A 和D，各种植物多酚类物质(如姜黄素)和一些小分子药物也可以抑制Wnt/β-catenin通路，Wnt 通路抑制剂sFRP-1 下调转录生长因子β1 诱导NSCLC 细胞系的上皮间充质转化[5]。

3 Wnt信号通路与肺癌的发生

在小鼠模型中，激活Wnt信号可增加肿瘤发生的概率[6]，越来越多的证据表明，Wnt 通路在NSCLC的发展中起重要作用。在培养出的呼吸道上皮细胞中，香烟烟气成分调节Wnt 和Hedgehog 信号[7]，Kras 转基因小鼠肺组织中的Wnt 通路基因上调，明显增加肿瘤发生概率[8]。

4 Wnt信号通路在NSCLC 中的作用

肺癌细胞中的Sulf-1、Sulf-2、mir-21 及骨膜蛋白可以激活Wnt信号[9]。NSCLC组织中，Wnt 通路因子如Wnt-1 存在过表达[10]。Wnt 通路的激活和Wnt-1 过表达与临床预后不良也有关。通过抗Wnt-1单克隆抗体、小分子干扰RNA(SiRNA)或其他方法下调Wnt信号通路抑制Wnt-1表达促进肿瘤细胞的凋亡、抑制肿瘤扩散和异种移植瘤生长，减少细胞活性和侵袭性，诱导表型分化[11]。

NSCLCs 也可能存在Wnt-2、Wnt-3、Wnt-5a 和Wnt-11的过表达。在NSCLC 癌细胞系和异种移植癌细胞中，利用单克隆抗体、siRNA 及短发卡RNA(shRNA)等抑制Wnt-2，可诱导细胞凋亡，减少细胞定植，抑制异种移植瘤生长，胞质β-catenin 和存活素表达下降，TCF 依赖的转录活性降低[12]。NSCLC中Wnt-3 与Wnt-1 作用类似，其过表达与不良预后相关。同样，Wnt-5a 基因也与不良预后相关，与Wnt-1、2和3 不同的是，Wnt-5a是非经典Wnt 通路因子，它也可以钙通量通路作用于Dvl-3 阻断Wnt经典通路[13]。Wnt-5a 过表达在鳞状细胞癌和吸烟者尤为常见，而这种过表达与Wnt 经典通路的下调有关[14]。

5 Wnt信号通路抑制剂在NSCLC 中的作用

Axin蛋白是一个Wnt/β-catenin信号负调节蛋白，tankyrase-1、2 可引起Axin蛋白调节失衡，tankyrase 抑制剂可减少肺癌细胞增殖，抑制异种移植肿瘤生长，增加Axin-1水平[15]，抑制Wnt 相关荧光素酶，增强EGFR 抑制剂的作用。

GSK3β抑制Wnt 经典信号通路并且在调节细胞增殖与凋亡平衡中发挥重要作用[16]。EGFR 磷酸化GSK3β 形成失活状态p-GSK3β-ser9。在NSCLC 标本中，p-GSK3β-ser9表达与PTEN 和Ki-67表达呈负相关，与EGFR的表达呈正相关。p-GSK3β-ser9 和EGFR表达与NSCLC的生存期短有关。

尽管Dkk-1是Wnt 通路抑制剂，但肺癌患者血清Dkk-1水平伴随肿瘤分期及远处转移逐渐升高，与生存率呈负相关，Dkk-1 甲基化更有利于提示预后良好[17]。

6 Wnt信号通路与抗药性

肿瘤细胞表达Wnt 相关因子可抵抗药物治疗诱导的细胞凋亡，Wnt/β-catenin信号可诱导抵抗因子MDR-1、生存素和Livin的基因转录[18]。NSCLC的A549 细胞系中Wnt 通路激活与顺铂耐药性有关[19]。NSCLC 异体移植瘤接受以铂类为基础的化疗后可增加Wnt 通路基因的表达，提示这些基因有对药物作用抵抗的反应[20]。A549 细胞暴露于Wnt抑制剂gdk-100017后，Wnt 通路目标基因下调、细胞增殖受抑制及放疗敏感性增强[21]。另外，Wnt 受体FZD-8 对多西他赛敏感的NSCLC 有抑制作用[22]。因此，Wnt 通路相关因子的表达可以帮助识别对放化疗不敏感的患者。

7 Wnt在NSCLC的靶标治疗现状

Wnt通路在NSCLC具有重要的生物学意义，被证实是潜在的药物作用靶点。如前所述，Wnt-1、Wnt-2、Wnt-5a 和FZD-8 等的抑制作用能有效的治疗NSCLC 细胞系和/或异种移植瘤，由于蛋白质-蛋白质之间的相互作用性质，对肠胃和骨髓干细胞有潜在的毒性，可能对细胞黏附有负面影响[23]，因此早期阻断Wnt 通路很难有临床意义。然而，许多Wnt 通路抑制剂已进入临床前期试验，包括OMP-18R5、OMP-54F28、LGK974 和pri-724[24]。另外一些Wnt 通路抑制剂尚在临床前期开发中，包括tankyrase 抑制剂XAV939、JW55、G007-LK、G244-LM等[25]。

8 小结与展望

Wnt信号通路是个复杂的网络体系，它与其他信号通路途径比如受体酪氨酸激酶、Notch 通路和Hedgehog 通路有着千丝万缕的联系，其中大量的作用因子对肿瘤的生长和抑制具有关键性作用，但是Wnt 与其他信号通路在NSCLC 中相互作用机制还不十分清楚;另外，Wnt 在NSCLC 发生、发展及肿瘤抗药性中起重要作用，Wnt 抑制因子增加或缺失是NSCLC的一个显著性特征，Wnt 在肿瘤不同分期中引起的耐药性是否具有差异性以及阻断Wnt 通路治疗NSCLC的最佳时期还有待进一步研究;Wnt 通路在体内的作用广泛，完全阻断该通路将引起严重不良后果，研制出Wnt信号通路中各种不同组成成分的特异性抑制剂，将为NSCLC的治疗提供广阔的前景;Wnt 通路的信号调控作用提示其是可供探索的分子靶点，也为晚期NSCLC 治疗带来了新希望。

[1]Siegel R，Naishadham D，Jemal A.Cancer statistics[J].CA Cancer J Clin，2013，63:11-30.

[2]Takebe N，Nguyen D，Yang SX.Targeting notchsignaling pathway in cancer:clinical development advances and challenges[J].Pharmacol Ther，2014，141:140-149.

[3]闫喆，段惠军.Wnt/β-catenin信号途径与肾脏疾病[J].基础医学与临床，2010，30:1342-1345.

[4]van Tienen FH，Laeremans H，vander Kallen CJ，et al.Wnt5b stimulates adipogenesis by activating PPARgamma，and inhibiting the beta-catenin dependent Wnt signaling pathway together with Wnt5a[J].Biochem Biophys Res Comm，2009，387:207-211.

[5]Ren J，Wang R，Huang G，et al.sFRP1 inhibits epithelial-mesenchymal transition in A549 human lung adenocarcinoma cell line[J].Cancer Biother Radiopharm，2013，28:565-571.

[6]Vaughan AE，Halbert CL，Wootton SK，et al.Lung cancer in mice induced by the jaagsiekte sheep retrovirus envelope protein is not maintained by rare cancer stem cells，but tumorigenicity does correlate with Wnt pathway activation[J].Mol Cancer Res，2012，10:86-95.

[7]Liu F，Killian JK，Yang M，et al.Epigenomic alterations and gene expression profiles in respiratory epithelia exposed to cigarette smoke condensate[J].Oncogene，2010，29:3650-3664.

[8]Pacheco-Pinedo EC，Durham AC，Stewart KM，et al.Wnt/beta-catenin signaling accelerates mouse lung tumorigenesis by imposing an embryonic distal progenitor phenotype on lung epithelium[J].J Clin Invest，2011，121:1935-1945.

[9]Gao W，Xu J，Liu L，et al.A systematic-analysis ofpredicted miR-21 targets identifies a signature for lung cancer[J].Biomed Pharmacother，2012，66:21-28.

[10]Liang Y1，Liu M，Wang P，et al.Analysis of 20 genes at chromosome band 12q13:RACGAP1 and MCRS1 overexpression in nonsmall-cell lung cancer[J].Genes Chromosomes Cancer，2013，52:305-315

[11]Lee JS，Hur MW，Lee SK，et al.A novel sLRP6E1E2 inhibits canonical Wnt signaling，epithelial-to-mesenchymal transition，and induces mitochondria-dependent apoptosis in lung cancer[J].PLoS One，2012，doi:10.1371/journal.pone.0036520.

[12]Nakashima N，Liu D，Huang CL，et al.Wnt3 gene expression promotes tumor progression in non-small cell lung cancer[J].Lung Cancer，2012，76:228-234.

[13]Kikuchi A，Yamamoto H，Sato A，et al.Wnt5a:its signalling，functions and implication in diseases[J].Acta Physiol (Oxford)，2012，204:17-33.

[14]Whang YM，Jo U，Sung JS，et al.Wnt5a is associated with cigarette smoke-related lung carcinogenesis via protein kinase C[J].PLoS One，2013，doi:10.1371/journal.pone.0053012.

[15]Busch AM，Johnson KC，Stan RV，et al.Evidence for tankyrases as antineoplastic targets in lung cancer[J].BMC Cancer，2013，doi:10.1186/1471-2407-13-211.

[16]Park JH，Kwon HY，Sohn EJ，et al.Inhibition of Wnt/βcatenin signaling mediates ursolic acid-induced apoptosis in PC-3 prostate cancer cells[J].Pharmacol Rep，2013，65:1366-1374.

[17]Na Y，Lee SM，Kim DS，Park JY.Promoter methylation of Wnt antagonist DKK1 gene and prognostic value in Korean patients with non-small cell lung cancers[J].Cancer Biomark，2012，12:73-79.

[18]Gao Y，Liu Z，Zhang X，et al.Inhibition of cytoplasmic GSK-3β increases cisplatin resistance through activation of Wnt/β-catenin signaling in A549/DDP cells[J].Cancer Lett，2013，336:231-239.

[19]Gao Y，Liu Z，Zhang X，et al.Inhibition of cytoplasmic GSK-3beta increases cisplatin resistance through activation of Wnt/beta-catenin signaling in A549/DDP cells[J].Cancer Lett，2013，336:231-239.

[20]Zhao J，Ma MZ，Ren H，et al.Anti-HDGF targets cancer and cancer stromal stem cells resistant to chemotherapy[J].Clin Cancer Res，2013，19:3567-3576.

[21]Lee SB，Gong YD，Park YI，et al.2，3，6-Trisubstituted quinoxaline derivative，a small molecule inhibitor of the Wnt/beta-catenin signaling pathway，suppresses cell proliferation and enhances radiosensitivity in A549/Wnt2 cells[J].Biochem Biophys Res Comm，2013，431:746-752.

[22]Wang HQ，Xu ML，Ma J，et al.Frizzled-8 as a putative therapeutic target in human lung cancer[J].Biochem Biophys Res Comm，2012，417:62-66.

[23]Watanabe K，Dai X.Winning WNT:race to Wnt signaling inhibitors[J].Proc Natl Acad Sci U S A，2011，108:5929-5930.

[24]Lenz HJ，Kahn M.Safely Targeting Cancer Stem Cells Via Selective Catenin Coactivator Antagonism[J].Cancer Sci，2014，doi:10.1111/cas.12471.

[25]Lau T，Chan E，Callow M，et al.A novel tankyrase small-molecule inhibitor suppresses APC mutation-driven colorectal tumor growth[J].Cancer Res，2013，73:3132-3144.