Wnt-β-catenin信号通路特异性分子靶向药物研究进展*

陈　荣综述，王正根审校（南华大学附属第二医院消化内科，湖南衡阳421001）

Wnt-β-catenin信号通路特异性分子靶向药物研究进展*

陈荣综述，王正根△审校
（南华大学附属第二医院消化内科，湖南衡阳421001）

Wnt蛋白质类/代谢；β连环素/代谢； 抗肿瘤药/药理学； 信号传导/药物作用；药物，临床试用； 综述

Wnt-β-链蛋白（β-catenin）信号通路具有调节细胞增殖、凋亡、组织修复等作用，该通路信号的异常与许多疾病相关包括纤维化、癌症等［1-2］。该通路关键环节均可成为临床治疗靶点，目前，干预该通路的靶向治疗剂取得了一定成果，部分治疗剂已进入临床试验阶段，但开发出安全、有效的治疗药物的任务还很艰巨。目前，经典WNT信号通路的特异性分子靶向药物大致有5类：β-catenin-T淋巴细胞因子（TCF）拮抗剂，散乱蛋白（Dvl）-PDZ结合剂，酶抑制剂（如O-酰基转移酶、端锚聚合酶、激酶抑制剂），生物制剂和转录调节因子调节剂。

1　Wnt-β-catenin信号通路概述

Wnt-β-catenin信号通路在整个生命过程及维持组织内稳态方面具有重要作用，如在肝脏和肺损伤后修复［3］、细胞凋亡［4］中均具有重要作用，Wnt信号异常调节可导致肝纤维化［5］、肿瘤［6］等疾病的发生。

在Wnt信号级联下β-catenin介导的Wnt信号通路称为经典Wnt信号通路，也称为Wnt-β-catenin信号通路；而不依靠β-catenin介导的Wnt通路称为非经典Wnt信号通路。在经典Wnt信号通路中细胞膜上7次跨膜卷曲（Fzd）蛋白一端结合细胞外Wnt配体，另一端结合胞质内Dvl的PDZ结构域，在共受体低密度脂蛋白受体相关蛋白（LRP）5/6作用下细胞外信号转导入细胞质。在细胞质中糖原合酶激酶3β、酪蛋白激酶1α、支架蛋白（Axin）、腺瘤性结肠息肉病基因蛋白等组成蛋白降解复合体，无Wnt信号时β-catenin被蛋白降解复合体磷酸化降解失活；有Wnt信号时激活的Dvl导致蛋白降解复合体解聚，β-catenin不被磷酸化从而转导进入核内［7］。核内β-catenin与TCF/淋巴增强因子、转录激动剂，如腺苷环磷酸应答元件结合蛋白（CBP）或其同源物腺病毒早转基因1A区结合蛋白p300、其他转录因子形成活化的转录复合物从而活化下游靶基因［8］。转录并翻译后的Wnt配体经O-酰基转移酶糖基化和棕榈酰基化，以及其他表达后修饰，再分泌至间质［9］。

2　Wnt-β-catenin信号通路特异性分子靶向药物

目前，Wnt信号通路特异性分子靶向药物的研究取得了一定进展，已有5类有研发前景的药物，如β-catenin-TCF拮抗剂、Dvl-PDZ结合剂、酶抑制剂、生物制剂、转录调节因子调节剂等。

2.1β-catenin-TCF拮抗剂TCF与β-catenin的分子亲和力相当高（约20 nM），因此，阻滞二者结合相当困难。但现已研发出许多小分子抑制剂能有效识别其之间的相互作用并抑制TCF与β-catenin结合。2004年Lepourcelet等［10］发现了8种化合物能抑制β-catenin-TCF复合物形成并具有剂量依赖性，其中PKF115-584和CGP 049090抑制率最高。Matsuzaki等［11］将这2个小分子用于子宫内膜异位症患者及动物模型，一方面可阻止子宫内膜异位症纤维化进展；另一方面还能逆转纤维化。2014年Zhang等［12］筛选出牛尾草素乙和毛萼结2种化合物均能抑制β-catenin与TCF相互作用，在体外细胞试验中表现出对结肠癌细胞株的选择性细胞毒性，而对正常肠黏膜细胞的细胞毒性较其他化合物小，展示出诱人的开发前景。

2.2Dvl-PDZ结合剂另一个抑制Wnt信号的靶点是Dvl-PDZ结构域。Dvl是Wnt信号级联的一个重要蛋白，转导细胞外Wnt信号到下游组件。而PDZ结构域是常见识别蛋白短肽的作用序列，Dvl利用PDZ结构域结合到Fzd受体羧基末端。使用药物虚拟配体筛选技术得到一些化合物在体内抑制Fzd与PDZ相互作用，从而抑制下游信号转导，如小分子化合物NSC668036，在肺纤维化小鼠模型体内外实验中均能抑制β-catenin基因转录及转化生长因子β1（TGFβ1）诱导的迁移，且抑制胶原蛋白、钙黏蛋白的形成，能抑制肺纤维化的发生［13］。

2.3酶抑制剂酶抑制剂包括O-酰基转移酶、端锚聚合酶、激酶抑制剂等，端锚聚合酶类是一种多腺苷二磷酸核糖聚合酶，作用于Axin高保真区域，促进其泛素化和降解，破坏降解复合物稳定性，从而调节β-catenin磷酸化［14］。几个小分子抑制剂包括JW55通过抑制端锚聚合酶1和端锚聚合酶2，维持Axin蛋白稳定，促进βcatenin降解，遏制Wnt介导的细胞应答。在小鼠HEK293细胞中JW55能抑制由Wnt3a诱导的信号（半数抑制浓度为470 nmol/L），抑制β-catenin表达，且能抑制小鼠体内结肠肿瘤的生长［15］。端锚聚合酶抑制剂遏制Wnt介导的细胞应答表明，破坏Axin蛋白稳定性是抑制Wntβ-catenin信号级联的一个研究方向。目前，具有高选择性的第2代端锚聚合酶抑制剂正在研制中。O-酰基转移酶在Wnt配体糖基化和棕榈酰基化过程中均具有作用［16］。LGK974是一种O-酰基转移酶抑制剂，对多种肿瘤细胞均具有抑制作用，如鼠乳腺癌、人体头颈部鳞状细胞癌等，同时在体内外抑制低密度脂蛋白受体相关蛋白6的磷酸化及Axin2基因表达。以3 mg/（kg·d）饲养乳腺癌模型大鼠14 d后肿瘤甚至出现63%消退，而其他Wnt依赖的正常组织中（如肠）未出现异常病理性改变，但饲养给药剂量增加至20 mg/（kg·d），14 d后则能观察到肠上皮损伤，表明该类药物有一个治疗剂量窗口，因此，该类抑制剂在临床具有广泛应用前景［17］。

2.4生物制剂在肿瘤中一些特定Wnt配体或Wnt受体均会呈过表达。为此目前正在研究结合游离Wnt配体或Fzd受体的抗体。在多种肿瘤中（如转移性肝癌、肺癌、结肠癌、乳腺癌等）Fzd2受体及其配体Wnt5/6呈高表达，Gujral等［18］研发出一种Fzd2抗体，在异种移植肝癌细胞小鼠肿瘤模型中（摘除胸腺），每3天分别注射10、30 mg/kg，肿瘤大小及转移明显受到抑制且未发生不良反应，为高表达Fzd2和Wnt5/6癌症患者提供了新的治疗方向。分泌型Fzd相关蛋白（sFRP）与Fzd受体具有高度同源半胱氨酸富集结构域，可竞争性结合Wnt蛋白，且可影响Wnt信号转导，对通路具有负调控作用［19］。sFRP1高表达于肺纤维化模型，在体外重组sFRP1后能抵消由TGFβ1诱导的上调Ⅰ型胶原的表达，且抑制β-catenin蛋白活性［20］。单克隆抗体OMP-18R5 在Wnt家族蛋白诱导下与Fzd1、Fzd2、Fzd5、Fzd7、Fzd8等5个Fzd受体结合，调控Wnt信号，在种植瘤细胞小鼠模型上OMP-18R5能抑制肿瘤生长，且与标准化疗药物显示出协同作用［21］。2014年研发了一种与Fzd8受体富含半胱氨酸结构域结合的融合蛋白，OMP-54F28能拮抗Wnt配体并抑制Wnt信号转导，在临床前实体瘤模型Ⅰa期试验中已确定了该药物的安全性和毒性。

2.5转录调节因子调节剂从理论上讲，共活化剂蛋白特异性小分子抑制剂可多达500多种，但目前尚未完全阐明。β-catenin募集转录调节因子CBP或其同源物p300，共同组成具有转录活性的转录复合物，并诱导下游靶基因表达［8］。ICG-001是一种从大肠癌细胞化合物库中找出的小分子Wnt调节剂，在细胞核内能特异性结合CBP，且具有高亲和力（约1 nM），而不与p300相结合，在Wnt异常信号相关疾病（包括肾脏疾病和肺纤维化）中具有作用，在几个临床前肿瘤模型中还能安全地消除肿瘤干细胞耐药性［22］。由ICG-001合成的PRI-724能抑制肿瘤形成，降低卵巢癌干细胞顺铂耐药性，且在卵巢癌Ⅰa期临床试验中具有良好的耐受性［23］。目前，正在进行一些与PRI-724相关的试验包括与亚叶酸钙、氟尿嘧啶、奥沙利铂化疗方案组合治疗难治性大肠癌，与吉西他滨组合治疗难治性胰腺癌的Ⅰb期临床试验及实体肿瘤Ⅰ/Ⅱ期试验。小分子化合物IQ-1和ID-8能选择性阻断p300结合β-catenin，从而增加了CBP-β-catenin相互作用，且能保持小鼠和人类干细胞的多潜能性［24］。

3　结　语

自Wnt信号通路发现并开始进行广泛研究已有30多年，在过去几年中一些小分子药物和生物制剂相继进入临床试验，几个Wnt拮抗剂与细胞毒药物联合应用的Ⅰb/Ⅱa期临床试验也正在进行。由于药物的双面性，Wnt-β-catenin信号通路靶向治疗的安全性和有效性目前尚不能得到完全保证，但其在正常生理和病理生理中的作用及治疗靶点的发现促使人们不断去探索和寻找安全、有效的Wnt-β-catenin信号通路的分子靶向药物应用于人类。

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10.3969/j.issn.1009-5519.2016.05.022

A

1009-5519（2016）05-0700-03

湖南省教育厅科学研究项目（14A124）。

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（2015-10-16）