Wnt信號通路在非小細胞肺癌中的研究進展

何鳳龍(綜述)，李定彪(校審)

(昆明醫(yī)科大學(xué)附屬延安醫(yī)院胸外科，昆明 650051)

非小細胞肺癌(non-small cell lung cancer，NSCLC)是肺癌的一種，其發(fā)病率持續(xù)升高。肺癌發(fā)病機制復(fù)雜，是多因素、多基因、多階段、多條信號通路共同作用的結(jié)果。其中，Wnt信號轉(zhuǎn)導(dǎo)通路在肺癌的發(fā)生、發(fā)展中起著最重要的作用。因此，研究Wnt信號轉(zhuǎn)導(dǎo)通路的生物學(xué)功能將為研究NSCLC的發(fā)生、發(fā)展以及轉(zhuǎn)移機制提供參考。

1 Wnt信號通路概述

Wnt信號通路在進化上十分保守，其參與調(diào)控細胞的生長、發(fā)育、分化、增殖、極性及遷移等過程。Wnt在細胞內(nèi)有3條通路：經(jīng)典的Wnt/β聯(lián)蛋白信號通路、Wnt/Ca2+信號通路以及Wnt/平面細胞極性信號通路。經(jīng)典Wnt/β聯(lián)蛋白信號通路與腫瘤的發(fā)生及轉(zhuǎn)移密切相關(guān)，其參與了細胞的增殖、分化以及凋亡[1]。在信號通路中，胞外的Wnt蛋白與跨膜受體卷曲蛋白結(jié)合后與共同受體——低密度脂蛋白受體相關(guān)蛋白5/6(low-density lipoprotein receptor-related protein 5/6，LRP5/6)、Wnt-Frizzled-LRP5/6復(fù)合體，轉(zhuǎn)導(dǎo)信號到細胞質(zhì)內(nèi)，然后散亂蛋白磷酸化，抑制下游的酪蛋白激酶-結(jié)直腸腺瘤性息肉蛋白-糖原合成酶激酶3β-軸蛋白(Axin)復(fù)合體，對胞質(zhì)內(nèi)β聯(lián)蛋白降解的促進作用使β聯(lián)蛋白在細胞內(nèi)累積，并進入細胞核與T細胞因子/淋巴樣增強因子形成復(fù)合體，特異性地結(jié)合靶基因轉(zhuǎn)錄啟動子，共同調(diào)控轉(zhuǎn)錄過程，進而影響細胞的行為[2]。

c-myc基因?qū)儆谠┗颍挥诩毎?，其決定細胞周期G1期到S期的轉(zhuǎn)變，在腫瘤發(fā)生、發(fā)展中起著重要作用[3]。細胞周期蛋白 D1屬于細胞周期蛋白家族成員之一，是細胞周期的調(diào)控因子。細胞周期蛋白 D1能與細胞周期素依賴激酶4(cyclin-dependent kinase 4，CDK4)組成細胞周期蛋白 D1/CDK4復(fù)合物，使Rb磷酸化，從而釋放出轉(zhuǎn)錄因子E2F，促進細胞周期由G1期向S期轉(zhuǎn)變。李尊嶺等[4]通過構(gòu)建肺腺癌裸鼠模型，應(yīng)用RNA干擾技術(shù)抑制細胞周期蛋白 D1的表達，通過細胞遷移實驗觀察基因處理后肺癌細胞轉(zhuǎn)移能力的變化，結(jié)果顯示干擾細胞周期蛋白 D1的表達可使細胞遷移能力變?nèi)酢?/p>

2 Wnt信號通路的成員

2.1Wnt 信號通路與Axin Axin在Wnt信號通路中作為一種構(gòu)架蛋白，參與酪蛋白激酶-結(jié)直腸腺瘤性息肉蛋白-糖原合成酶激酶3β-Axin復(fù)合體的形成。楊連赫等[5]通過構(gòu)建Axin質(zhì)粒轉(zhuǎn)染肺癌A549細胞，通過蛋白印記檢測細胞周期蛋白 D1、β聯(lián)蛋白的表達情況，通過細胞增殖法檢測肺癌細胞的增殖能力，結(jié)果顯示，轉(zhuǎn)染Axin能抑制肺癌腺細胞的增殖，降低細胞周期蛋白 D1、β聯(lián)蛋白的表達，說明Axin通過負向調(diào)節(jié)Wnt信號通路，抑制NSCLC細胞的表達。Axin可能成為NSCLC治療的新靶點。

2.2Wnt 信號通路與Wnt-1基因 Wnt-1是Wnt家族成員之一，其在胚胎發(fā)育和腫瘤形成過程中起著重要的作用[6]。Wnt-1的過表達與NSCLC增生、進展及預(yù)后差相關(guān)[7]。包傳恩等[8]對60例原發(fā)性NSCLC進行免疫組織化學(xué)染色，并與15例肺良性病變進行比較，結(jié)果發(fā)現(xiàn)，Wnt-1在NSCLC中高表達，其陽性率較肺良性病變高。王琴等[9]應(yīng)用免疫組織化學(xué)法檢測115例NSCLC和19例肺良性病變(5例肺結(jié)核、4例支氣管擴張、6例肺大皰、4例炎性假瘤)中Wnt-1的表達，結(jié)果顯示，Wnt-1在NSCLC組織中的陽性表達率顯著高于肺良性病變組織，Wnt-1蛋白可能成為判斷NSCLC預(yù)后的參考指標(biāo)。

韓競春等[10]應(yīng)用免疫組織化學(xué)法檢測45例NSCLC組織、10例癌旁正常組織中Wnt-2、β聯(lián)蛋白和T細胞因子4(T cell factor-4，TCF-4)的表達情況，應(yīng)用反轉(zhuǎn)錄聚合酶鏈反應(yīng)及蛋白質(zhì)印跡技術(shù)檢測這3項指標(biāo)在基因和蛋白水平的表達情況，結(jié)果提示，Wnt-2、β聯(lián)蛋白和TCF-4在NSCLC中異常高表達，提示它們與NSCLC的發(fā)生、發(fā)展密切相關(guān)。

2.3Wnt 信號通路與β聯(lián)蛋白 β聯(lián)蛋白是Wnt信號通路的重要成員，其存在于細胞核、細胞質(zhì)及細胞膜中，能在細胞核內(nèi)與TCF /淋巴增強因子形成復(fù)合體，特異性結(jié)合靶基因，啟動靶基因轉(zhuǎn)錄。滕穎等[11]應(yīng)用RNA干擾技術(shù)，干擾β聯(lián)蛋白的表達影響肺腺癌A549細胞的Wnt/β聯(lián)蛋白信號通路，實驗結(jié)果提示：干擾質(zhì)粒組細胞β聯(lián)蛋白 mRNA和細胞周期蛋白 D1 mRNA的表達均顯著低于陰性對照組和空白對照組，第5～7日，細胞增殖能力、克隆形成率以及穿過Millicell小室底膜的細胞數(shù)均顯著低于陰性對照組和空白對照組，細胞倍增時間顯著長于陰性對照組和空白對照組。因此，應(yīng)用小分子干擾RNA干擾β聯(lián)蛋白的表達可抑制肺腺癌細胞Wnt/β聯(lián)蛋白信號通路，降低細胞的增殖能力、克隆形成能力及遷徙能力。抑制肺癌細胞Wnt/β聯(lián)蛋白信號通路的活化將成為肺癌分子靶向治療的新途徑。

2.4Wnt 信號通路與Wnt5a基因 Wnt5a是Wnt家族的重要成員之一，其既能活化經(jīng)典的Wnt/β聯(lián)蛋白通路，又能活化非經(jīng)典的Wnt/Ca2+通路，而且Wnt/Ca2+通路與Wnt/β聯(lián)蛋白通路又可相互作用。黃英等[12]構(gòu)建Wnt5a正義基因及RNA干擾重組質(zhì)粒并將其導(dǎo)入NSCLC細胞株H157和A549，觀察Wnt5a基因表達的變化對NSCLC細胞侵襲及遷移等行為的影響，實驗結(jié)果證實，正義Wnt5a基因的過度表達能明顯提高NSCLC細胞的侵襲能力，而RNA干擾沉默Wnt5a基因則顯著降低NSCLC的侵襲力，提示W(wǎng)nt5a在NSCLC侵襲、轉(zhuǎn)移中發(fā)揮著重要作用。

3 Wnt信號通路的調(diào)節(jié)機制

3.1Wnt信號通路與Frat1 Frequently rearranged in advanced T-celllymphomas(Frat)家族是Wnt信號轉(zhuǎn)導(dǎo)途徑的正性調(diào)節(jié)因子。有研究顯示，F(xiàn)rat1通過與糖原合成酶激酶-3β(glycogen synthase kinase 3，GSK-3β)結(jié)合，抑制GSK-3β依賴的β聯(lián)蛋白的磷酸化作用，使β聯(lián)蛋白在細胞質(zhì)內(nèi)蓄積，從而激活靶基因c-myc等的轉(zhuǎn)錄激活[13]。Axin的是一種支架蛋白，其可與細胞內(nèi)多種調(diào)控生長的蛋白結(jié)合，其基因突變可使Axin的蛋白功能異?；虮磉_減少。Uematsu等[14]的研究發(fā)現(xiàn)，75%的NSCLC組織中有散亂蛋白的過表達，這可能是導(dǎo)致Axin功能抑制、Wnt通路激活的重要因素。張勇等[15]應(yīng)用免疫組織化學(xué)法檢測120例NSCLC組織中Frat1和Axin的表達情況，結(jié)果顯示，F(xiàn)rat1隨著分化程度的降低而表達增高，Axin的異常表達與淋巴結(jié)轉(zhuǎn)移及肺癌TNM分期相關(guān)。在NSCLC中，F(xiàn)rat1可能通過與Axin競爭性結(jié)合而抑制GSK-3β的活性，活化β聯(lián)蛋白/TCF信號通路。

3.2Wnt信號通路與PFTK1 PFTK1是調(diào)節(jié)細胞周期的一種重要的細胞周期蛋白依賴性激酶(cyclin dependent kinase，CDK)[16]。Davidson等[17]的研究發(fā)現(xiàn)，PFTK1/細胞周期蛋白可在體內(nèi)磷酸化LRP5/6。LRP5/6在Wnt信號通路中具有重要作用，是胞外信號蛋白Wnt的輔助性受體。LRP5/6胞外區(qū)可以結(jié)合Wnt蛋白，與跨膜受體卷曲蛋白作用將信號從胞外轉(zhuǎn)入胞內(nèi)[18]。在Wnt信號通路轉(zhuǎn)導(dǎo)時，一個關(guān)鍵調(diào)控環(huán)節(jié)是LRP5/6第1490位的絲氨酸磷酸化，磷酸化后的LRP5/6負責(zé)募集Axin，并使之降解，從而釋放與Axin結(jié)合的β聯(lián)蛋白，隨后β聯(lián)蛋白進入胞核內(nèi)與TCF結(jié)合，調(diào)控靶基因的表達，從而完成Wnt信號的傳遞[19]。

3.3Wnt信號通路與分泌性糖蛋白 DKK1基因編碼一種分泌蛋白，其在脊椎動物的發(fā)育中起著至關(guān)重要的作用，是Wnt-1信號轉(zhuǎn)導(dǎo)途徑的負性調(diào)節(jié)因子，DKK1能與LRP5/6輔助受體結(jié)合，從而導(dǎo)致Wnt蛋白減少，誘導(dǎo)β聯(lián)蛋白降解，從而調(diào)控Wnt/β聯(lián)蛋白 途徑下游靶基因的轉(zhuǎn)錄。

4 結(jié) 語

特定的分子靶向治療已成為癌癥治療的發(fā)展策略。Wnt信號通路在NSCLC中發(fā)揮了顯著的作用。Wnt通路由多基因協(xié)同作用，通過不同的機制，多環(huán)節(jié)、多作用點參與了NSCLC的發(fā)生、發(fā)展。因此，Wnt信號通路的分子靶向治療已成為NSCLC治療的發(fā)展策略。隨著Wnt信號通路調(diào)節(jié)的不斷認識，新的靶向藥物即將開發(fā)應(yīng)用。

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