Wnt/β-catenin信号通路及相关因子与大肠侧向发育型肿瘤发病机制的研究进展

张 泉,朱 蓉 综述,赵 逵 审校

(遵义医学院附属医院消化内科，贵州遵义 563000)

大肠侧向发育型肿瘤(laterally spreading tumor，LST)是一种直径大于1 cm，沿肠黏膜侧向生长或环肠壁生长，而并非向肠腔深部垂直发展的特殊平坦型病变,最初由日本学者KUDO[1]报道。LST是一种特殊类型的大肠腺瘤，与结直肠普通腺瘤(PA)相比具有独特的病变形态、生长方式、生物学行为[2]。LST依据内镜形态学分为颗粒型(LST-G)和非颗粒型(LST-NG),颗粒型包括颗粒均一型(LST-G-H)和结节混合型(LST-G-M)，非颗粒型又分成扁平隆起型(LST-NG-FE)和假凹陷型(LST-NG-PD)[3]。LST在组织学上大多数为腺瘤，但较传统的腺瘤具恶变时间短，恶变可能性大等特点，虽然大部分是原位癌，但也有少数经鉴定为早期浸润癌。LST的检出率为0.5%～2.0%，好发于右半结肠和直肠，且右半结肠的恶性程度较直肠更高[4-5]。内镜随访观察发现，LST可在3年内发展为进展期结直肠癌[6]。随着内镜检查技术的逐渐成熟，LST的检出率也在逐渐上升。但是目前国内外对LST的研究主要集中在诊断与治疗，而对其侧向生长特点及恶变为结直肠癌的机制尚未明确。近年来，有研究发现，Wnt信号通路的活化在LST的发病中起了一定作用，本文就现阶段关于Wnt信号通路在LST发病中的作用进行综述，旨在为LST的发病机制及临床诊疗提供一定的理论参考依据。

1 Wnt信号通路

Wnt通路是细胞发育和调节生长的关键途径。Wnt/β-catenin通路是最经典的一条Wnt信号通路，该通路的异常激活在恶性肿瘤的形成中起着举足轻重的作用。该通路的传导过程是：当Wnt配体结合七次跨膜卷曲蛋白(Frezzled)受体和低密度脂蛋白受体相关蛋白5、6后，Wnt信号途径被激活，且活化胞质内的Dsh蛋白，该蛋白能抑制降解复合物(由APC蛋白、GSK-3β、Axin、β-catenin)的关键成分GSK-3β的活性，使关键成分磷酸化受抑制，而在胞质中逐渐聚集并移向细胞核与TCF/LEFs形成复合物，进一步激活Wnt靶基因(如C-myc、CyclinD1、P53、Ki-67、Bcl-2)的表达[7]。既往较多报道发现，这些因子的激活与结直肠癌、胃癌等恶性肿瘤的形成有一定的联系。

1.1糖原合成酶激酶-3β(GSK-3β)与LST GSK-3β在一些疾病中参与细胞坏死及器官衰竭，是Wnt信号通路中重要的负向调节因子。恶性肿瘤、糖尿病、神经退行性疾病等多种疾病的发生都与GSK-3β的活性调节异常有关，且在多种肿瘤组织中呈高表达[8]。然而，GSK-3β瘤对肿瘤的作用是双向的，既可抑制皮肤癌等肿瘤的形成，又可促进胰腺癌和结肠癌等肿瘤的形成。此外，GSK-3β可经Axin使APC磷酸化，后者会增加其与β-catenin的结合，继而降解β-catenin，从而使Wnt信号通路保持沉默[9]。有学者使用免疫组织化学法观察到，在正常黏膜、PA及结直肠癌中，GSK-3β的阳性表达率逐渐升高[9]。此外，有研究[3]指出，尽管磷酸化的GSK-3β在LST总体中的表达与在PA中表达相比无显著差异，但其在LST-NG-PD中的表达与在PA中表达相比显著升高，并且磷酸化的GSK-3β在4种不同LST内镜分型中的分布差异有统计学意义(P<0.05)。由此推测，磷酸化的GSK-3β表达增加可能是LST癌变潜在因素之一。

1.2β-catenin与LST β-catenin是Wnt/β-catenin信号通路中的关键分子。β-catenin被认为是原癌基因。一般状态下，β-catenin主要表达于细胞膜表面，大多参与同型细胞间的黏附，少数β-catenin位于细胞质中，不能进入细胞核。当发生β-catenin致癌性突变等情况时，可导致β-catenin在胞质中积聚，并进入细胞核内与Tcf/Lef结合引起靶基因的转录，引起肿瘤的形成[10]。β-catenin在结直肠肿瘤中的表达分为以下3个亚类[11]：(1)保存型,位于细胞膜表面的染色；(2)细胞质型，弥漫性细胞质染色；(3)核型，核染色。段天英等[12]发现，β-catenin在炎性息肉的表达主要呈阴性，而PA的表达弱于LST。此外，在55例LST中发现有5例LST中β-catenin的胞核表达，在PA中则无此发现。一般认为，β-catenin的异常表达主要包括胞膜表达减弱、胞质与胞核的异位表达，并且胞核异位表达常标志着Wnt/β-catenin信号通路的进一步活化[13]。

1.3Wnt/β-catenin信号通路中的靶基因与LST

1.3.1C-myc Myc基因是公认的调控多种基因表达的癌症驱动基因，Myc基因家族属于核蛋白调控基因，在细胞周期变化、生长、分化和凋亡中起重要作用。C-myc的主要功能是及时捕捉濒临坏死的细胞，调节各细胞间相关信号，C-myc还可在细胞有丝分裂阶段或通过染色体两端的端粒酶来延长细胞的生存期从而裂解凋亡信号。BOCKELMAN等[14]指出，结直肠癌中70%～90%的C-myc呈过表达，在PA中30%～60%呈过表达，说明C-myc是结直肠癌早期阶段的重要标记之一。有学者发现，C-myc的阳性率在LST、PA及腺癌中逐渐升高，并且差异有统计学意义(P<0.05)[15]。然而，有学者使用RT-PCR和免疫印迹法测定C-myc mRNA和蛋白质相对表达水平发现，结直肠癌中C-myc RNA和蛋白质表达量高于LST，而在PA中表达最低[16]。此外，有学者检测42例LST-G、16例LST-NG和62例PA中C-myc表达情况发现，C-myc在LST-G和PA中的阳性表达高于LST-NG，提示LST-G和PA的癌变途径与LST-NG有区别，并由此推测LST中或许存在2种不同的分子发生途径[17]。国外有研究指出，LST的发生、发展中可能有2个分子途径参与，中间甲基化和KRAS突变与LST-G的形成有关，低甲基化和β-catenin激活和LST-NG发生有关[18]。有学者指出，Myc的过表达可通过拷贝数改变、染色体易位、活性增强或者通过异常信号转导导致Myc转录增加或Myc mRNA和蛋白质稳定性的异常基因增加来实现的[19]。关于LST中C-myc表达异同的详细机制尚需进一步探索。

1.3.2Ki-67 Ki-67基因位于第10号染色体，该基因调控生成Ki-67抗原，多数大量表达于增殖期细胞，且该基因可能与多种肿瘤的出现及发展相关。有学者发现，结肠癌中Ki-67的表达是上调的[20]。有学者认为，Ki-67是准确评估生长分数的可靠指标，Ki-67随着增生区向LST上层的转变逐渐增加[21]。并且，在LST-G和LST-NG中也检测到上述类似的向上移动。此外，LST-G中下部有更高、更明显的增殖，这可能解释了LST形态变异的原因。然而，有学者却发现在所检测的LST-G、LST-NG和PA中Ki-67阳性表达率无统计学差异[17]。这可能与样本量的大小、不同的检测方法及人种间的差异有关。笔者认为，关于Ki-67与LST的研究需要聚合酶链反应和蛋白质印迹等更进一步、更精确地检测方法来明确。

目前报道Wnt/β-catenin信号通路与LST的基础研究虽然较少，但也发现在该信号通路中的靶基因，如MMP-7、P53、cyclin D1 、Bcl-2等在LST、结直肠癌和PA中的表达存在不同程度的区别，推测Wnt/β-catenin信号通路与LST的发生、发展有一定的联系，具体机制尚需进一步研究。

2 其他与LST发病有关的基因或蛋白

2.1Ras基因与LST 有学者认为，大约三分之二的散发性结直肠癌发生于PA，且结直肠癌变的过程往往是始于APC/β-catenin信号通路失活，然后是K-ras和TP53突变[22]。Ras基因家族有3个成员，它们是定位于人类的第12号染色体上的H-ras、N-ras和K-ras基因。点突变是K-ras基因最常见的激活方式。K-ras基因发生异常时，GTPase活性降低，K-ras不被水解，处于持续激活状态，从而刺激细胞生长、发育、增殖，引起细胞癌变，结直肠癌由此产生。尽管国内外关于K-ras基因发生突变的概率报道有差异，但基本在30%～60%。K-ras突变被认为与低级别PA转化为高级别PA有关[23]。有学者观察到，在50例结直肠癌中有22例存在K-ras基因突变(占44%)，而K-ras基因突变在正常组织中未被检测出[24]。有学者通过直接测序检测了101例LST(包括68例LST-G和33例LST-NG)中K-ras突变情况，发现在59例(58%)LST中观察到K-ras突变，且右侧结肠的LST-G形态与K-ras突变存在显著相关[25]。此外，在该项实验中发现，与PA或晚期结直肠癌相比，LST中K-ras突变的频率尤其显著(LST与PA，P<0.01；LST与晚期结直肠癌，P=0.002)。值得一提的是，既往有文献报道，LST-G中K-ras突变率(18/23，78%)显著高于PA(18/73，25%)，位于近端结肠的LST-G中K-ras突变的发生率更高(12/13，92%)[26]。另一项研究中发现，K-ras突变的发生率在LST-G为76.5%，LST-NG为26.3%，这表明LST-G可能具有独特的致癌途径[27]。K-ras基因发生突变的概率在LST、PA、结直肠癌中的异同，以及LST不同部位上K-ras突变率的区别，表明了K-ras突变在一定程度上参与了LST的形成，但具体机制仍需投入更多的时间、精力及更大的样本量和不同人种间的研究。

2.2脂质运载蛋白-2(LCN-2)与LST LCN-2是相对分子质量为25×103的分泌型糖蛋白，也称嗜中性粒细胞明胶酶相关性脂质运载蛋白，是脂质运载蛋白家族成员之一。该基因家族在细胞调控、增殖、分化等多种生物学过程中与配体结合后发挥多种功能[28]。尽管LCN-2在胃肠道恶性肿瘤中的表达研究较少，但是在卵巢癌、胰腺癌等恶性肿瘤中LCN-2表达增加。有研究者使用基于iTRAQ的蛋白质组学方法来比较LST中的蛋白表达情况，鉴定了55种差异表达的蛋白质，与PA相比，LST中有14种蛋白上调，41种蛋白下调[29]。值得一提的是，他们发现与其他组相比LCN-2是LST中与上调最多的蛋白质，并认为血清LCN-2表达与LST病变形成有关，构成LST病变继续进展的潜在生物标记物，并且可能是LST中的新型治疗靶标，可以用作未来监测LST患者治疗情况生物标志物。

目前关于LST的研究大多数是集中在诊断与治疗方式，其中，手术是最有效的治疗方法。有学者指出，内窥镜黏膜下剥离术(ESD)比内窥镜黏膜切除术(EMR)获得更高的整体和治愈性切除率，特别是对于大于3 cm且年龄较大的LST患者，ESD可能是一种有效且安全的方法[30]。本文就Wnt/β-catenin信号通路的相关分子与LST发病的相关研究进展进行了综述，希望能为LST的发病机制及临床诊疗提供一定的理论依据，但是关于LST的高危因素是什么?LST是如何形成?除了上诉提到的这些相关分子、靶基因之外，Wnt通路中的其他靶基因如Lgr-5等是否与LST的形成有关？LST如何演变成癌？LST形成及癌变的关键途径及采取怎样的方式进行干预能使患者获益更大?LST如何预防？LST术后如何护理及怎样预防复发？这些问题仍需进一步研究与探索。尽管目前已有报道认为Wnt/β-catenin信号通路与LST的形成有一定关联，是否存其他信号通路在LST的形成中起到作用？什么因素会加强或减弱这些通路对LST的作用？这些问题亟待解决。