Wnt細(xì)胞信號通路在肝癌發(fā)生、發(fā)展及治療中的意義及其研究進(jìn)展

1、wnt細(xì)胞信號通路在肝癌發(fā)生、發(fā)展及治療中的意義及其研宄進(jìn)展楊斌(邛崍市醫(yī)療屮心醫(yī)院內(nèi)三科四川成都611530)【摘要】wnt細(xì)胞信號通路的改變可能是腫瘤發(fā)生的共同途徑。已經(jīng)發(fā)現(xiàn)wnt 細(xì)胞信號通路的信號傳遞及其下游分子的激活在肝癌的發(fā)生與發(fā)展屮有重要的 意義。丫解肝癌細(xì)胞屮wnt信號通路在肝癌的發(fā)生及發(fā)展屮的具體作用，以及wnt 通路各調(diào)節(jié)因子的相互作用;對深入探討肝癌發(fā)生、發(fā)展及轉(zhuǎn)移的機(jī)制，及尋找新 的肝癌治療靶點(diǎn)提供理論依據(jù)?！娟P(guān)鍵詞】wnt細(xì)胞信號通路肝癌【屮圖分類號】r73-3【文獻(xiàn)標(biāo)識碼】a【文章編號】2095-1752 (2013) 21-0350-03 the signific

2、ance and progress of wnt cell signal pathway in theoccurrence,development and treatment of hepatocellular carcinomaabstract wnt cell signal pathway may be the common pathway of cancer cell proliferation.lt have found that the activation of wnt cell signal pathway and itsdownstream molecules has impo

3、rtant significance in the occurrence anddevelopment of hepatocellular carcinoma.for further study the mechanism ofhepatocellular carcinoma’ carcinogenesis,development and metastasis,so faras to find new therapeutic targets and provide a theoretical basis.lt is very necessaryto study both t

4、he specific role of wnt signaling pathway in the occurrence anddevelopment of hepatocellular carcinoma and the interaction of the wnt pathwayregulating factor.【key words wnt cell signal pathway hepatocellular carcinoma引言肝癌是我國最常見的惡性腫瘤之一。由于肝癌對化療的耐藥性,手術(shù)治療及其他物理治療如冷凍、栓塞、微波等是治療肝癌的主要手段。近年來腫瘤生 物靶向治療為肝癌的治療開辟

5、了新領(lǐng)域。研究肝癌在發(fā)病過程中相關(guān)細(xì)胞信號通 路及其信號分子的相互作用不僅有助于加深對肝癌發(fā)病機(jī)制的理解，而n有助于 發(fā)現(xiàn)靶向治療的新的分子靶點(diǎn)。肝癌的發(fā)病機(jī)制復(fù)雜，細(xì)胞信號途徑轉(zhuǎn)導(dǎo)對蘇發(fā)生、發(fā)展起著至關(guān)重要 的作用，研究發(fā)現(xiàn)有多種細(xì)胞信號通路參與肝癌的發(fā)生、發(fā)展;冇(egf>/(egfr> (表 皮生長因子/受體),(vegf)/(vegfr)(血管內(nèi)皮生長因子/受體),(pdgf)/(pdgfr)血 小板衍化生長因子/受體,(igf)/(igfr)(胰島素生長因子/受體),wnt信號通路及 mek/erk信號通路等1,b前倍受關(guān)注的是wnt細(xì)胞信號轉(zhuǎn)導(dǎo)途徑2。研究表明, 此細(xì)胞

6、信號途徑的改變可能是腫瘤發(fā)生的共同途徑。已經(jīng)發(fā)現(xiàn)wnt細(xì)胞信號通 路主要通過激活其下游靶基因而參與肝癌的發(fā)生與發(fā)展3。研究肝癌細(xì)胞中wnt 信號通路的調(diào)節(jié)因子及各信號通路之間的相互作用，深入探討肝癌發(fā)生、發(fā)展及 轉(zhuǎn)移的機(jī)制，可為尋找新的肝癌標(biāo)志物和治療靶點(diǎn)提供理論依據(jù)4】。(-)wnt細(xì)胞信號通路簡介wnt信號通路是近年來在分子生物學(xué)、細(xì)胞生物學(xué)和腫瘤研究中的一大 熱點(diǎn)。該通路的主要成分包括wnt蛋白家族、firzzled /低密度脂蛋白受體相關(guān) 蛋白(fz/lrp)、胞質(zhì)內(nèi)的 dishevelled 蛋白(dsh)、β-catenin(β-鏈蛋白)、 糖原

7、合成激酶 3β(glycogen synthase kinase-3β,gsk-3β)、支恕蛋 白(axin / conductin)、結(jié)腸腺癒性息溝病基因蛋白(adenomatous polyposis coli,apc)和 t 細(xì)胞因子 / 淋巴增強(qiáng)因子(t cell factor / lymphoid enhancer factoglefacf)轉(zhuǎn)錄因子家族5。wnt蛋白是一種富含半胱氨酸殘基的分泌型糖 蛋白，在進(jìn)化過程中高度保守。wnt信號通路包括經(jīng)典和非經(jīng)典信號通路。經(jīng)典 wnt通路是通過調(diào)節(jié)lef/tcf家族的dna轉(zhuǎn)錄來調(diào)節(jié)細(xì)

8、胞的行為的。其核心是胞 質(zhì)內(nèi)β-catenin的穩(wěn)定性。β-catenin水平低下時(shí),wnt通路關(guān)閉。當(dāng)其水 平較高吋,wnt通路放。β-catenin在細(xì)胞內(nèi)水平受兩組蛋白質(zhì)的功能競爭 調(diào)節(jié)。一組為降解蛋白類:apc合體，由gsk3β、axin及apc蛋白組成;另一組 為拮抗蛋白類，包括:dsh、周期蛋白依賴性激酶抑制因子cki (cyclin-dependent kinase inhibitor)、gsk3β結(jié)合蛋白(gbp)。當(dāng)wnt通路活化吋,wnt與受體蛋 白frizzled結(jié)合并激活細(xì)胞內(nèi)的c

9、ki。cki使dsh磷酸化，釋放gbp,結(jié)合與axin聯(lián) 系的gsk3β,從而抑制gsk3β對β-catenin的磷酸化降解的作用使未 磷酸化β-catenin在胞質(zhì)中積累并轉(zhuǎn)運(yùn)到核中，破壞lef/tcf家族與gro、gbp 抑制蛋白形成的復(fù)合蛋白6】。從而激活轉(zhuǎn)錄因子，進(jìn)一步激活myc基因、細(xì)胞周 期蛋白cyclin-d基因等開始進(jìn)行轉(zhuǎn)錄，刺激細(xì)胞增殖。因此,wnt細(xì)胞信號通路的 開閉和細(xì)胞的增殖密切相關(guān)。wnt信號通路在體內(nèi)可自行調(diào)節(jié)，其自行調(diào)節(jié)是通過wnt拮抗物實(shí)現(xiàn)的。 wnt 拮抗物家族包括 wif-1、sfrp(

10、frizzled related protein)和 dickkopfl。wif-1 是 細(xì)胞外可和wnt分泌蛋白結(jié)合并競爭抑制其信號傳導(dǎo)的蛋白分子。sfrp是分泌 型 frz 相關(guān)蛋白(secreted frizzled-related proteins)，它可能與 frz 競爭結(jié)合 wnt 蛋閂,sfrp家族中的第一個成員sfrp1目前己被發(fā)現(xiàn)參與了人類多種腫瘤的發(fā)病 過程。dickkopfl (dkk1)是一種分泌蛋白，其與wnt受體lrp5/6及另一類穿膜蛋 白kremenl/2結(jié)合，形成三聚體，誘導(dǎo)快速的細(xì)胞內(nèi)吞，減少細(xì)胞膜上的lrp5/6,由 此阻斷了 wnt信號向胞內(nèi)的傳遞7-8

11、。以上蛋白分子的基因轉(zhuǎn)錄是通過其他信 號通路的激活實(shí)現(xiàn)的。其他的抑制蛋白還有sizzled、和cerberus,它們直接與wnt 蛋白結(jié)合，通過競爭抑制阻止wnt與受體蛋白復(fù)合物相連,使細(xì)胞質(zhì)中的 β-catenin由于磷酸化而不能積累,進(jìn)而阻斷了經(jīng)典通路和非經(jīng)典通路9。(二)wnt信號通路與肝癌研宄表明，當(dāng)肝臟在沒有受到化學(xué)、代謝以及飲食壓力的挑戰(zhàn) 時(shí),β-eatenin在細(xì)胞內(nèi)的濃度極低。而在肝臟的再生過程中,β-catenin 在細(xì)胞內(nèi)的濃度右顯著的升高10。wnt信號通路主要通過激活其下游靶基因而導(dǎo)致肝癌的發(fā)生與發(fā)展。在 冇wnt信

12、號吋,β-catenin多聚復(fù)合體不易形成,β-catenin基因突變導(dǎo)致 蛋白結(jié)構(gòu)改變，與轉(zhuǎn)錄因子tcf / lef結(jié)合成異源二聚體,介導(dǎo)靶基因的轉(zhuǎn)錄。蘇下 游靴基因包括c-myc、c-jun、cyclin d1、血管內(nèi)皮生長因子(vegf)等11。以上基 因在腫瘤細(xì)胞分裂及營養(yǎng)支持中均發(fā)揮重要作用;分析發(fā)現(xiàn),β-catenin突變在肝癌中是頻發(fā)事件，可達(dá)44%以上。在轉(zhuǎn)基因小鼠模型發(fā)生肝腫瘤吋發(fā) 現(xiàn),β-catenin聚集在細(xì)胞核，并宵c(diǎn)-myc以及tgf-β的過表達(dá)。當(dāng) β-cat

13、enin以及h-ras蛋白同時(shí)發(fā)生突變時(shí)，小鼠肝癌的發(fā)生率達(dá)到100 %12。 肝癌血管生成作用旺盛;患者的血清vegf和bfgf濃度比正常人明顯增高,用免疫 組化分析高分化肝癌及癌旁組織中兩種促血管生成因子均呈高表達(dá);在中、低分 化肝癌的血管內(nèi)皮細(xì)胞中也呈高度表達(dá)?；罨痺nt信號通路的下游靶基因中包 括血管內(nèi)皮生長因子(vegf);這些研究證據(jù)都表明wnt信號通路的激活與肝癌的 發(fā)生及生長密切相關(guān)13。同吋在高分化肝癌及低分化肝癌中,wnt通路中各信號分子表達(dá)冇明顯 區(qū)別;wnt通路的激活程度與肝癌細(xì)胞的分化程度奮密切聯(lián)系14。(三)wnt信號通路在肝癌治療中的展望0前，對于肝癌的治療，除了

14、早期手術(shù)切除，并無其他特殊冇效方法，隨著 近年來近年來腫瘤生物靶向治療的快速發(fā)展;尋找新的抗腫瘤分子靶位為肝癌的 治療開辟了新領(lǐng)域;如索拉菲尼(sorafenib)，近年來被批準(zhǔn)用于晚期肝癌的治療15;而針對wnt信號通路的治療近年來已成為新的熱點(diǎn)。wnt信號通路在體內(nèi)可通過自行調(diào)節(jié)來影響細(xì)胞的增殖的，其自行調(diào)節(jié) 是通過wnt桔抗物實(shí)現(xiàn)的。wnt拮抗物家族包括wif-1、sfrp(frizzled related protein)和dickkopfl。wif-1是細(xì)胞外可和wnt分泌蛋白結(jié)合并競爭抑制其信號 傳導(dǎo)的蛋白分子。sfrp是分泌型frz相關(guān)蛋白(secreted frizzled-r

15、elated proteins), 它可能與frz競爭結(jié)合wnt蛋白,sfrp家族中的第一個成員sfrpl 0前己被發(fā)現(xiàn) 參與了人類多種腫瘤的發(fā)病過程。dickkopfl (dkk1)是一種分泌蛋白，其與wnt 受體lrp5/6及另一類穿膜蛋白kremenl/2結(jié)合，形成三聚體，誘導(dǎo)快速的細(xì)胞內(nèi)吞, 減少細(xì)胞膜上的lrp5/6,由此阻斷了 wnt信號向胞內(nèi)的傳遞16。以上蛋白分子 的基因轉(zhuǎn)錄是通過其他信號通路的激活實(shí)現(xiàn)的。其他的抑制蛋白還有sizzled、和cerberus,它們直接與wnt蛋白結(jié)合、通過競爭抑 制阻止wnt與受體蛋白復(fù)合物相連,使細(xì)胞質(zhì)中的β-catenin

16、由于磯酸化而不 能積累，進(jìn)而阻斷了經(jīng)典通路和非經(jīng)典通路17。了解wnt信號通路及wnt拮抗物的種類及其作用機(jī)理對尋找阻斷wnt信號通路的藥物有重要意義;在實(shí)驗(yàn)中用 wif-1、sfrp和dickkopfl的基因轉(zhuǎn)染均可導(dǎo)致wnt信號通路的關(guān)閉,用藥物(化 療藥阿霉素、羥喜樹堿、順鉑等)誘導(dǎo)wif-1、sfrp和dickkopf的基因表達(dá)也是 近年國內(nèi)外學(xué)者研究wnt通路的阻斷方法之一18-19】;己發(fā)現(xiàn)非類固醇類抗炎藥 阿司匹林、suhndac以及丙戊酸可以有效抑制wnt通路信號轉(zhuǎn)導(dǎo)，誘導(dǎo)腫瘤分化及 細(xì)胞凋亡20。另外β-catenin的抑制劑依他尼酸(r-etodolac)

17、被發(fā)現(xiàn)在hepg2 以及hep3b肝癌細(xì)胞株中可以奮效抑制肝癌細(xì)胞的增殖21】。但是由于其分子作 用網(wǎng)絡(luò)的復(fù)雜性,到目前為止還未能找到一種既安全又有效的能完全阻斷wnt信 號通路的治療藥物。通過對肝癌細(xì)胞中wnt通路的研宄發(fā)現(xiàn)一些cyp同功酶在肝癌中上調(diào) 并伴隨β-catenin的激活，而在小鼠β-catenin基因敲除中，發(fā)現(xiàn)兩種cyp 同功酶缺乏，因此在未來的進(jìn)一步研究中,可以通過激活或者抑制某些cyp同功酶 來抑制β-catenin的表達(dá)，從而達(dá)到治療肝癌的目的22-23。另外在實(shí)驗(yàn)室中通過對β-catenin的rn

18、a干擾發(fā)現(xiàn):對腫瘤細(xì)胞中 β-catenin的rna干擾可減少肝癌細(xì)胞中β-catenin的含量從而減少腫瘤 細(xì)胞的增殖，但是此方法在一麵β-catenin表達(dá)陰性的肝癌細(xì)胞中可能宵導(dǎo)致 β-catenin基因突變的危險(xiǎn);因此通過對β-catenin的rna干擾可能對治 療肝癌有益但是同時(shí)還伴有一定的危險(xiǎn)，目前僅在實(shí)驗(yàn)室研究階段24。總之，針對肝癌細(xì)胞中wnt通路的靶向治療被認(rèn)為是未來治療肝癌的突 破ui之一，我們相信,通過關(guān)于肝癌細(xì)胞中wnt通路的一系列實(shí)驗(yàn)室及臨床研宄， 將會找到治療肝癌的更好、更冇效

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