111-Wnt信号通路在肿瘤靶点治疗中的研究

导向化合物ICG-001能选择性地结合结肠癌SW480细胞内的CBP，
并抑制其参与TCF/LEFs-β-catenin复合体对下游靶基因转录 的调节，降低下游靶基因，如survivin的蛋白产物表达水平， 抑制细胞增长，诱发细胞凋亡，且凋亡程度呈ICG-001 剂量依赖性。
29
主要内容
1 2 3 4
经典Wnt途径
调控细胞骨架的 重排,其主要作 用是对胚胎发育 进行阶段性调控 。
Wnt/Ca+通路
分支
Planer细胞极 性通路 4
Wnt/β一catenin信号通路的组成成员及功能实现
Wnt家族分泌性相关蛋白(Wnt) 跨膜受体卷曲蛋白(Frizzled，Frz) 酪蛋白激酶1(CK1) 轴蛋白(Axin) β一连环蛋白(β一catenin) 糖原合成酶激酶一3β (GSK一3β) 结直肠腺瘤性息肉(ApC)蛋白
6
Wnt信号通路传导过程
在正常成体细胞中，胞质内的β一catenin大部分与胞膜
粘附蛋白E一cadherin及α一catenin结合形成复合体参与 细胞骨架的调节，维持同型细胞的粘附，防止细胞转移， 少部分游离的β一catenin在胞浆内被降解复合体磷酸化 后由泛素蛋白酶体识别并降解，保持胞内β一catenin低 水平状态。显然， β一catenin在这条信号通路中扮演着 极其重要的的作用，是整条通路的关键枢纽分子，它由胞 浆向胞核的转位被认为是该信号通路被激活后行使功能的 标志。
Wnt信号通路的异常激活参与多种人类癌症的发病，
如β-catenin的致癌性突变，或APC的失活性突变， 这些突变均可导致Wnt途径的异常活化和各种肿瘤发生。
2
主要内容
1 2 3 4
Wnt信号通路 Wnt信号通路与肿瘤的关系 Wnt信号通路为靶点的肿瘤基因治疗 展望
3
Wnt信号传导的途径
该通路由Wnt5a或Wntll激 活,通过钙调蛋白依赖激 酶、钙调磷酸酶以及转录 因子NFAT起作用。
van等通过人工破坏 TCF/LEFs-β-catenin复合 体形成，并有效抑制Wnt依 赖性结肠癌下游靶基因的 转录表达，从而抑制肿瘤 生长。
28
TCF/LEFs-β-catenin复合体激活下游靶基因 的转录需要一些协助蛋白参与， 如cAMP效应元件结合蛋白(CBP)的活化， 因此利用小分子抑制剂封闭 CBP的生物功能能有效拮抗下游靶基因 转录因子的激活。
Wnt信号通路 Wnt信号通路与肿瘤的关系 Wnt信号通路为靶点的肿瘤基因治疗 展望
30
展望
Wnt信号传导通路的异常激活与肿瘤关系以及Wnt信号通路
多水平靶点抗癌治疗已成为肿瘤分子生物学的研究热点。
但是，现在对肿瘤中的异常Wnt信号通路的研究尚处起步 阶段，Wnt信号通路的网络和作用机制还有许多未知的东 西等待发掘和认识。相信在不久的将来，随着对Wnt信号 通路及其成员研究的不断深人，人们对Wnt信号通路在肿 瘤发生发展中的作用机制将会进一步明确，针对Wnt信号 通路不同基因靶点和高特异性基因药物的开发以及肿瘤的
8
Wnt通路与其他信号通路在肿瘤形成过程中的crosstalk
wnt与TGF-β /Smad途径之间的通讯
wnt与NF-κB信号通路之间的通讯
wnt与多条信号通路的相互通讯 肿瘤信号通路是一个非常复杂的网络系统，大部分情况 下并非独立发挥作用。同样Wnt信号通路的在肿瘤形成过
程中的传导或转录调控机制是通过和其他的信号通路之
通过直接DNA测序法发现36例肝细胞癌合并肝硬化
患者中,有9例存在Axin1第3一5外显子基因突变。
检测阳性率达25%，24例肝癌细胞中缺乏Axin蛋白 或表达水平降低，阳性率高达66.7%。
16
FZD受体
FZD受体 FZD受体的异常表达可见于多种 恶性肿瘤，消化道肿瘤细胞中FZD表达 明显高于正常粘膜组织， 不同胃癌细胞株中就存在FZD家族 多个成员的异常表达。
Wnt信号通路的终效应是核内TCF/LEFs-β-catenin复合体
启动下游靶基因的转录而诱发肿瘤形成。因此在这一环节是 抗癌治疗的重要靶点。
随着TCF/LEFs-β-catenin复合 体的小分子抑制剂研发的成功， 通过小分子抑制剂干扰TCF与 β-catenin蛋白以及TCF/LEFs-βcatenin复合体与其他蛋白之间的 蛋白-蛋白间相互作用的抗癌研究吸 引了众多学者的兴趣。
12
Wnt通路的成员蛋白、转录因子或基因的异常，诱
发通路异常活跃
Axin基因
β-catenin基因
APC基因
FZD受体
Disheveled蛋白
GSK-3β
13
β-catenin基因
β-catenin的突变在 许多肿瘤的形成中
β-catenin基因的
起重要作用。
在结直肠癌、甲状腺癌、 肝癌、卵巢癌细胞中
突变可避免降解
复合体中的GSK一3p 和CK1对其磷酸化 从而激活下游通路。
检测到β-catenin
突变率高达50%以上， 胃癌细胞中β-catenin
突变率也近30%。
14
APC基因
Csepregi等在 50例肝脏肿瘤 中发现有29例 (63.1%)存在 APC基因启动子 甲基化使APC蛋 白表达过低。
Wnt信号通路在肿瘤靶点治疗中的研究
1
研究背景
自1982年Nusse等发现Wnt-1基因以来, 至今已发现并克隆出19种Wnt基因家族成员， 人们将Wnt基因所介导的信号转导通路称为Wnt信号通路。 早期研究已证实Wnt信号途径是一种进化上高度保守、 对控制胚胎发育有重要作用的信号传导通路。 近十多年来对Wnt基因家族成员的编码产物及其生物学 效应的研究发现
APC基因是1种 与人类许多肿 瘤密切相关的 抑癌基因，是
APC的突变可导 致结肠上皮细胞 过度增生形成息 肉，并可逐渐恶 变成结肠癌。约 85%的结肠癌与 APc基因的突变 或失活有关。
β-catenin的
负性调节因子。
15
Axin基因
Axin基因作为Wnt信号通路的负性调节因子抑制肿瘤的 发生，Axin基因在肝癌细胞中存在较高的突变率。
类似的wnt信号通路负性调节因子GSK-3β、 CK1等理论上具有抑制肿瘤的作用， wnt信号通路负性调节因子Axin同样也是抗肿瘤治疗的一 或许是未来研究肿瘤靶点治疗的热门领域。 个靶点，将载有野生型Axin-1的腺病毒植入伴有APC突变
或CTNNB1突变或Axin-1突变的肝癌细胞和结肠癌细胞后， 能诱导肿瘤细胞凋亡。
25
β一catenin水平的抗肿瘤靶点治疗
Wnt信号通路中 关键枢纽分子 β-catenin 由胞浆向胞核的转位 是该信号通路被激活 后行使功能的标志。
实验证明， 降低胞浆内 β-catenin水平 及抑制胞浆内 β-catenin向核内 转移能有效 抑制肿瘤。
因此， β-catenin 是抗源自治疗研究 的重要分子靶位。松散蛋白(Dishevelled，Dsh，Dvl)
辅助性受体低密度脂蛋白受体相关蛋白5/6 (LRPS/6)
核内转录因子T细胞因子(TCF)/淋巴样增强因子(LEF)家族
5
功能实现：
胞膜外配体Wnts蛋白同时与7次细胞跨膜的Frezzled受体 和辅助性受体LRP5/6结合后开启Wnt/β一catenin信号通 路的传导，并活化胞质内Dsh蛋白，活化的Dsh蛋白能抑制 由APC蛋白、GSK一3β、Axin、β一catenin等形成的降解 复合体中关键成分GSK一3β的活性，使β一catenin不被 GSK一3β磷酸化从而避免了泛素蛋白酶体对其识别和降解， 进而在胞质中逐渐积聚。当β一catenin在胞浆中积聚到 一定浓度时就开始向细胞核转移，并与胞核内的转录因子 TCF/LEFs结合导致β一catenin的下游靶基因的启动因子 暴露出来而被激活表达，如激活c一myc、cyclin-D1、 survivin、gastrin、VEGF、ASEF等而导致细胞异常增殖。
19
主要内容
1 2 3 4
Wnt信号通路 Wnt信号通路与肿瘤的关系 Wnt信号通路为靶点的肿瘤基因治疗 展望
20
3
Wnt信号通路为靶点的肿瘤基因治疗
Wnt信号通路的异常活化在细胞癌变肿瘤发生
及肿瘤侵袭性过程中具有重要作用,
阻断异常的Wnt信号通路可以抑制肿瘤细胞增殖，
诱导肿瘤细胞凋亡。
因此,Wnt信号通路具有较好的抗肿瘤靶向作用。 21
26
基因水平
利用反义RNA和RNAi技术抑制β-catenin基 因CTNNB1表达。
促进游离态β-catenin被降解， 减少胞浆内活化状β-catenin ， 蛋白水平 维持胞内“β-catenin库”平衡， 从而抑制β-catenin进入核内激活下游靶基因转录， 发挥抗癌治疗作用。
27
核内TCF/LEFs-β-catenin复合体水平的抗癌靶点治疗
目前针对Wnt信号通路为靶点的抗肿瘤 治疗包括以下几个方面:
细胞膜水平的 抗肿瘤靶点治 疗
胞内通路成员 蛋白水平的抗 肿瘤靶点治疗
β一catenin水 平的抗肿瘤靶 点治疗
核内TCF/LEFs-β -catenin复合体 水平的抗癌靶点 治疗
22
细胞膜水平的抗肿瘤靶点治疗
近年来，随着对抗肿瘤药物曲妥单抗(trastuzumab)的研 发成功后，人们对生长因子及膜外受体的靶点肿瘤治疗研
间的“通讯”得以实现的。
9
主要内容
1 2 3 4
Wnt信号通路 Wnt信号通路与肿瘤的关系 Wnt信号通路为靶点的肿瘤基因治疗 展望
10
Wnt信号通路与肿瘤的关系
Wnt途径的异常活化在细胞癌变、肿瘤发生 及肿瘤侵袭性过程中具有重要作用，当Wnt 基因本身或通路其他任一成员因素发生变 化使其不正常活化时，均有可能引起肿瘤
23
Wnt受体拮抗剂根据作用方式分2类
直接抑制Wnt配体与 FZD受体结合而抑制 Wnt信号传导， 如分泌型曲卷相关 蛋白家族sFRPs和 Wnt抑制因子WIF等
通过结合辅助性受 体相关蛋白 （LRP5/6）抑制Wnt 信号传导， 如DKK家族
24
胞内通路成员蛋白水平的抗肿瘤靶点治疗
Wnt信号通路是一条通过胞内许多成员蛋白之间相互作用 最近研究发现，一种丝氨酸一苏氨酸磷酸蛋白激酶(PP1) 而向下传导的非直线性通路，其中许多成员是Wnt/β抑制剂能促进CK1对Axin的某些特定位点磷酸化， catenin信号通路中的负性调控因子，发挥肿瘤抑制作用。 使磷酸化的Axin更易于结合到β-catenin降解复合体上， APC的β-catenin结合区可作为抗肿瘤靶点抑制肿瘤，将 从而促进β-catenin被降解。 重组腺病毒Ad-CBR植入结肠癌细胞(APC突变，野生型βcatenin)后，Ad-CBR阻止β-catenin进入核内，抑制βcatenin与转录因子TcF/LEFs结合，从而抑制细胞生长并 诱导其凋亡。
的发生。
11
异常Wnt信号激活整条通路
研究显示，已发现在人类多种恶性肿瘤中存在异常Wnt蛋
白信号。
lozzo等通过对100多份正常和肿瘤组织及10个 人类肿瘤细胞系的研究发现 另外有报告指出Wnt蛋白拮抗剂分泌相关性曲卷蛋白SFRP-l和SFRP一5 在乳腺癌、肺癌、前列腺癌及黑色素瘤中均存在 Wnt一5amRNA的过度表达， 的后天性失活与人类乳腺癌症及其预后密切相关。 尤其是在乳腺癌中的表达异常明显。 胞内Wnt抑制因子WIF一1减少或WIN基因的甲基化突变 均可诱发食管癌和鼻咽癌及垂体瘤。
17
Disheveled蛋白
Disheveled蛋白是和FZD受体一样也是Wnt通路的 正性调节因子，Dsh蛋白的异常过多表达在一些 肿瘤细胞中被检测到。 98例人类浸润性乳腺导管癌组织细胞中30%检测 到胞浆或核内存在disheveled蛋白异常表达。
18
GSK一3β
GSK一3β是通路的负性调节因子， 其异常突变或失活可活化 Wnt信号通路而引起与肿瘤发生。
究越发感兴趣。 已有报告称单克隆抗Wnt-1抗体作用于 非小细胞肺癌、乳腺癌、间皮瘤及肉瘤 可抑制Wnt配体与胞膜受体结合， 引起Wnt通路下游蛋白改变，诱导肿瘤细胞凋亡， 且这种单抗体在活体内同样具有抗肿瘤作用。
Mazlere，等通过siRNA技术和单克隆抗Wnt-2 抗体抑制人体恶性间皮瘤细胞Wnt-2蛋白， 达到抑制肿瘤细胞增殖，诱导细胞凋亡的作用。