腫瘤免疫中Wnt/β-catenin信號通路的研究進展

張歡歡 張 蕾 崔 潔 梁尹攀 伊淑瑩

山東第一醫(yī)科大學（山東省醫(yī)學科學院）臨床與基礎醫(yī)學院，山東 濟南 250117

Wnt/β-catenin 信號異常與癌癥發(fā)生之間的關系已成為癌癥研究的熱點。1991年，研究發(fā)現結腸癌中存在結腸腺瘤息肉易感蛋白（adenoma polyposis coli，APC）突變，首次揭示了Wnt/β-catenin信號通路在腫瘤發(fā)生中的作用。APC 不僅在結腸癌中常發(fā)生突變，在其它許多癌癥中也會發(fā)生突變[1］。除了APC 的突變，人類許多癌癥中也存在Wnt/β-catenin 信號通路中其它相關基因的突變[2］。Wnt/β-catenin 信號通路除具有致癌作用外，還參與腫瘤免疫排斥。Wnt/β-catenin 信號的激活使腫瘤逃避免疫監(jiān)視，并導致化療和免疫治療無效，增加腫瘤復發(fā)的可能性[3］。腫瘤微環(huán)境中的Wnt信號會影響許多免疫細胞的發(fā)育和功能。研究Wnt/β-catenin 信號通路調節(jié)免疫細胞介導的抗腫瘤反應的機制，有助于靶向Wnt/β-catenin信號通路免疫療法的發(fā)展。

1 免疫系統中的Wnt/β-catenin信號通路

在經典Wnt/β-catenin 信號通路中，當Wnt 配體缺失時，APC、酪蛋白激酶1α（casein kinase 1α，CK1α）、糖 原 合 成 酶 激 酶3β（glycogen synthase kinase 3β，GSK3β）和支架蛋白AXIN 組成的破壞復合物會降解胞質中β-catenin。當存在Wnt 配體時，Wnt配體被酰基轉移酶（porcupine O-acyltransferase，PORCN）?；?，隨后分泌到細胞外基質中，進而取代鄰近細胞的Dickkopf 相關蛋白1（dickkopf-related protein 1，DKK-1），并與低密度脂蛋白受體相關蛋白（low-density lipoprotein receptor-related protein，LRP）和卷曲蛋白（frizzled，FZD）受體結合。隨后，銜接蛋白（dishevelled， DVL）蛋白被募集激活、GSK3β被磷酸化，導致破壞復合物解離，因此β-catenin 不會被降解；累積的β-catenin 被轉移到細胞核，與T 細胞因子/淋巴樣增強因子（T-cell factor/lymphoid enhancer factor，TCF/LEF）和共激活因子（包括CBP、P300、PYGO和BCL9）形成復合物，刺激Wnt靶向基因表達，并導致細胞增殖[4］。Wnt/β-catenin 信號的異常可以通過影響效應T 細胞、輔助性T 細胞和調節(jié)性T 細胞的作用，進而影響免疫系統的抗腫瘤免疫反應。

1.1 效應CD8+T細胞與Wnt/β-catenin信號通路

作為腫瘤微環(huán)境的主要組成部分之一，效應T細胞激活后可分泌多種細胞因子和細胞毒性蛋白酶，介導有效的保護性免疫反應。故明確Wnt/β-catenin信號與T 細胞之間的聯系對于癌癥的治療至關重要。Wnt 通過調控骨髓細胞瘤癌基因（myelocytomatosis viral oncogene，MYC）表達可直接限制初始CD8+T細胞的存活與成熟[5］。在三陰性乳腺癌中，Wnt 信號可以通過上調程序性死亡配體（programmed cell death protein ligand 1，PD-L1）的表達，與CD8+T 細胞表面程序性死亡受體（programmed cell death protein 1，PD-1）相互作用，進而抑制CD8+T 細胞的功能。因此，Wnt 信號的抑制可能緩解或克服三陰性乳腺癌相關的免疫逃逸[6］。研究表明，Wnt3a 信號的阻斷可促進腫瘤抗原特異性CD8+T 細胞的擴增，并抑制腫瘤生長[7］。在腫瘤免疫過程中，外周初始T細胞分化為效應CD8+T細胞，進而殺死腫瘤細胞。Wnt/β-catenin 信號誘導的CD62L 升高，可以促進CD8+T細胞向記憶性CD8+T細胞的形成，從而達到持久的抗腫瘤免疫效果[8］。維持記憶性CD8+T細胞的穩(wěn)定可以增強腫瘤疫苗的療效[8］。Wnt介導的β-catenin/TCF1通路激活還可以抑制CD8+T細胞向終末效應細胞分化，從而維持CD8+T 細胞的干性[9］。這些發(fā)現為通過Wnt/β-catenin信號促進長期免疫提供了一種新的策略。

1.2 輔助性T（T helper，Th）細胞與Wnt/β-catenin信號通路

Th細胞以表面蛋白CD4的表達為特征，根據細胞因子的分泌情況分為Th1、Th2 和Th17 等。Th 細胞可以通過釋放細胞因子輔助CD8+T 細胞參與抗腫瘤反應。如Th1 細胞產生的干擾素-γ（interferon γ，IFN-γ）可增強CD8+T細胞識別腫瘤抗原的能力，并增加其在腫瘤組織中的浸潤。Th 細胞還可以通過促進記憶CD8+T 細胞的產生，來增強抗腫瘤免疫[10］。Th細胞數量不足、分化缺陷或功能抑制會抑制抗腫瘤免疫反應。

Wnt/β-catenin 信號通路在調節(jié)Th 細胞的發(fā)育和功能方面發(fā)揮了重要作用[11］。研究表明，β-catenin可以將Satb1、β-catenin 和Ep300 募集到GATA3，進而促進CD4+T 細胞分化為Th1 和Th2 細胞[12］。此外，β-catenin 可以通過維甲酸相關孤核受體γt（retinoic acid receptor-related orphan receptor，RORγt）調節(jié)Th17 細胞分泌白介素-17（interleukin 17，IL-17）[11］。胰島素樣生長因子是維持自身免疫中Th17細胞與調節(jié)性T 細胞（regulatory T cells，Treg）平衡的關鍵調節(jié)因子。Wnt3a信號誘導胰島素樣生長因子結合蛋白4 的表達，進而促進Th17 細胞成熟[13］。Wnt 信號不僅對Th 細胞的發(fā)育至關重要，異常的Wnt 信號還可以抑制Th 細胞的抗腫瘤免疫。抑制Wnt/β-catenin 信號通路可以恢復自身免疫性腦脊髓炎中內皮細胞Wnt/β-catenin 信號對CD4+T 細胞浸潤的限制[14］。高度激活的Wnt/β-catenin 信號可上調IL-17A和下調IFN-γ，進而削弱腫瘤浸潤CD4+T細胞的抗腫瘤免疫能力[11］。

Wnt 信號的平衡調控對Th 細胞相關腫瘤免疫治療具有重要意義。在不影響Th 細胞成熟的前提下，抑制腫瘤內Wnt 信號轉導，提高Th 細胞介導的抗癌免疫功能，將是一個可行的抗腫瘤的免疫治療方法。

1.3 調節(jié)性T細胞與Wnt/β-catenin信號通路

Treg 以表達轉錄因子叉頭盒蛋白P3（forkhead box P3，FOXP3）為特征，是具有高度免疫抑制性的CD4+T 細胞亞群，其主要功能是維持免疫耐受。Treg 細胞抑制Wnt 信號相關抗腫瘤免疫反應[15］。Treg內在β-catenin 信號對該細胞的存活、遷移和抑制功能至關重要[16］。研究發(fā)現，Wnt/β-catenin 信號的激活可通過增加免疫抑制細胞因子的表達來增強Treg 的免疫抑制作用，包括白介素10（interleukin 10，IL-10）和轉化生長因子β[17］。研究表明，Wnt 信號下游因子TEF1 和LEF1 對維持Treg 細胞的抑制功能至關重要[18］。藥理學上，可以通過抑制β-catenin 與B 細胞淋巴瘤因子9（B cell lymphoma 9，BCL9）的相互作用減少Treg 細胞的生成，從而克服對免疫檢查點阻斷的耐藥性，這將有望成為一種治療癌癥的新型免疫策略[19-20］。

1.4 自然殺傷細胞（natural killer cell，NK）與Wnt/β-catenin信號通路

NK 細胞在腫瘤免疫監(jiān)視中發(fā)揮了關鍵作用[21］。NK 細胞中Wnt 信號的自分泌可以抑制激活配體的表達，進而誘導腫瘤免疫逃逸。癌細胞中DKK-1 的表達增強可以抑制NK 細胞激活配體，促進逃避NK 細胞誘導的天然免疫[22］。研究發(fā)現，在婦科腫瘤中，DKK-1 的過度表達抑制了CD45+白細胞向腹膜和大網膜的遷移，減少了NK細胞和CD8+T 細胞的免疫浸潤[23］。在多種腫瘤中，激活Wnt 信號與良好的預后及NK 細胞相關[24］。因此，使用激動劑增強Wnt信號可能是基于NK細胞的一種新型癌癥免疫治療策略。

1.5 樹 突 狀 細 胞（dendritic cells，DC）與Wnt/β-catenin信號通路

DC 在啟動針對病原體的強大免疫反應，同時又確保對自身抗原免疫耐受方面起著關鍵的作用。癌細胞抗原通常由DC捕獲和呈遞。DC激活B細胞產生抗體，還誘導初始T 細胞分化為細胞毒性效應T 細胞。這些T 細胞被招募到腫瘤部位，從而殺死癌細胞。激活的β-catenin 信號促進干擾素調節(jié)因子8（interferon regulatory factor 8，IRF8）的表達，促進CD103+ DC 的分化，進而激活效應T 細胞[25］。Wnt5a/β-catenin 信號可觸發(fā)DC 中脂肪酸氧化，誘導免疫耐受性DC 和Treg 細胞的產生[26］。β-catenin在DC 中的積累促進包括IL-10 在內的抗炎細胞因子的分泌，從而抑制DC 向CD8+T 細胞的交叉呈遞[27］。LRP5/6 是經典Wnt/β-catenin 信號通路的重要分子，其在DC中的缺失可以促進效應T細胞的分化，并抑制Treg 細胞的分化，進而誘導抗腫瘤免疫[28-29］。另外，腫瘤通過激活β-catenin/TCF4信號通路誘導DC產生維甲酸（retinoid acid，RA），進而誘導Treg細胞的產生，導致免疫耐受。由此可見，Wnt信號通路通過不同的途徑調節(jié)DC的功能。這將是針對Wnt信號通路設計免疫治療方法的新靶點。

1.6 腫瘤相關巨噬細胞（tumor-associated macrophage，TAM）與Wnt/β-catenin信號通路

TAM 在免疫抑制以及腫瘤進展過程中起著重要作用[30］。Wnt信號調節(jié)巨噬細胞的功能，如粘附、遷移和組織募集。研究表明，巨噬細胞來源的Wnt有助于腫瘤細胞侵襲和腫瘤生長。此外，Wnt/β-catenin信號激活可誘導M2型巨噬細胞產生，進而驅動癌細胞生長、遷移、轉移和免疫逃逸[31］。

1.7 腫瘤細胞與Wnt/β-catenin信號通路

Wnt/β-catenin 信號激活可以減弱細胞內活性氧（reactive oxygen species，ROS）的產生，而且轉錄復合體β-catenin/TCF4可直接與谷胱甘肽過氧化物酶4（glutathione peroxidase 4，Gpx4）的啟動子區(qū)域結合，誘導該基因的表達，從而抑制胃癌細胞的鐵死亡[32］。除了對腫瘤發(fā)生及對腫瘤免疫的影響外，Wnt/β-catenin 信號的激活還可以增強MYC 對腫瘤細胞表面免疫檢查點蛋白表達的調節(jié)，從而實現免疫耐受，如先天免疫調節(jié)蛋白CD47 和獲得性免疫檢查點PD-L1 的表達[33］。此外，經典和非經典Wnt信號均與癌干細胞的募集、增殖[34］等有關。

2 Wnt信號轉導與靶向治療

Wnt/β-catenin信號還可以誘導腫瘤微環(huán)境中的T細胞排斥[35］。活躍的Wnt/β-catenin 信號與腫瘤中T細胞浸潤負相關。腫瘤免疫治療的臨床療效主要局限于效應T細胞的浸潤和免疫抑制。為了克服腫瘤介導的免疫抑制和增強抗腫瘤免疫，靶向Wnt信號下游的分子可避免靶標毒性，從而在治療上更可行。腫瘤免疫治療中一般靶向經典Wnt 信號通路的4 個不同水平，包括阻斷配體-受體相互作用、阻斷FZD-LRP5/6 信號傳導、促進β-catenin 降解以及阻斷β-catenin-TCF相互作用。

2.1 阻斷Wnt與FZD相互作用

研究表明，對荷瘤小鼠施用Wnt3a中和抗體，可以有效激活DC 和促進腫瘤特異性CD8+ T 細胞的擴增來抑制腫瘤生長，同時提高效應細胞活性[36］。同樣，在肺腺癌模型中，中和或沉默Wnt1增強了DC活性，導致腫瘤微環(huán)境中細胞毒性T 細胞募集[37］。因此，阻斷特異性Wnt配體與同源FZD受體的相互作用是一種抑制腫瘤細胞增殖同時增強抗腫瘤免疫的潛在策略。

2.2 阻斷FZD-LRP5/6信號

POCRN是一種膜結合型乙酰轉移酶，可使Wnt棕櫚?；?，這是Wnt與輔助受體LRP5/6和FZD受體相互作用的關鍵[38］。用POCRN 抑制劑IWP-L6 或C59處理B16-OVA或EL4-OVA腫瘤模型的小鼠，腫瘤抗原特異性的CD4+和CD8+效應T 細胞顯著增加，而腫瘤內Treg、IL-10 + CD8+ T 細胞的數量減少，腫瘤的生長延遲。此外，IWP-L6 或C59 治療增強了DC 捕獲腫瘤抗原并將其交叉呈遞至CD8 + T細 胞 的 能 力[39］。使 用 不 同 的POCRN 抑 制 劑（RXC004和WNT974）在黑色素瘤、結直腸癌和卵巢癌的小鼠模型中觀察到類似的效果[40］。而且POCRN 抑制劑與檢查點抑制劑（如抗PD-1）或化療聯合使用可增強抗腫瘤免疫[38］。如在小鼠CT26 結直腸癌模型中，與單獨使用抗PD-1 抗體治療相比，RXC004 聯合抗PD-1 抗體治療可增加細胞毒性CD8 + T細胞的比例，降低Treg細胞的比例，使腫瘤體積減小或消退。

2.3 促進β-catenin降解

端錨聚合酶（tankyrase，TANKS）是聚腺苷二磷酸核糖聚合酶家族的成員，其通過Axin多聚核糖基化調節(jié)經典的Wnt/β-catenin信號通路，TANKS抑制劑可增加Axin 水平促進β-catenin 降解[41］。TANKS抑制劑XAV939 或JW55 處理黑色素瘤或EG7 荷瘤小鼠可顯著延緩腫瘤生長，并增強抗腫瘤免疫[29］。另一種促進β-catenin 降解的潛在方法是激活GSK3β，小鼠黑色素瘤模型的研究表明，瘤內激活GSK3β 可促進DC 激活和CD8+T 效應反應增強，改善腫瘤免疫監(jiān)視[42］。

2.4 阻斷β-catenin-TCF相互作用

研究表明，阻斷β-catenin 與T 細胞因子（T-cell facter，TCF）相互作用的小分子調節(jié)劑和合成抑制劑可顯著降低小鼠骨髓瘤、肝癌、結直腸癌和乳腺癌腫瘤細胞生長[41-43］。研究表明，肽介導的靶向阻斷β-catenin與共激活因子BCL9及其下游轉錄因子的相互作用，在多種小鼠腫瘤模型中顯示出強大的抗腫瘤效果[20］。這種治療方法通過增加DC和減少Treg 細胞以及使癌細胞對PD-1 抑制劑敏感來增強腫瘤內細胞毒性T細胞的浸潤[19］。

綜上所述，Wnt/β-catenin 信號的異常激活通過調節(jié)免疫系統中細胞的功能，影響免疫防御和腫瘤進展的過程。了解腫瘤細胞及免疫細胞中Wnt/β-catenin 信號通路的最新進展，為靶向調節(jié)克服腫瘤的免疫逃逸和增強抗腫瘤免疫提供了有希望的新治療策略。使用納米顆?；蚩贵w藥物綴合物將Wnt 信號調節(jié)劑特異性遞送至免疫細胞或腫瘤細胞，有助于克服與Wnt抑制劑相關的毒性和潛在副作用，這將是一種新型組合抗癌免疫療法。

利益沖突所有作者均聲明不存在利益沖突