結(jié)直腸癌(CRC)的發(fā)病率和死亡率較高，是全球第二大癌癥死亡原因。環(huán)境和遺傳風(fēng)險在疾病的發(fā)展中起著至關(guān)重要的作用。生活方式包括一組重要的可變風(fēng)險因素，特別是體重增加、久坐的生活方式、吸煙、過度飲酒、不健康飲食和過度食用紅肉在CRC的發(fā)生中起到重要的作用。此外，有炎癥性腸病或息肉病史的患者更容易發(fā)生該疾病。

結(jié)直腸癌發(fā)生的高危因素

I期和II期CRC有可能治愈，5年生存率在70%至90%之間。然而，在III期和IV期，這一比率下降，特別是轉(zhuǎn)移病例，只有12%的5年生存率。晚期/轉(zhuǎn)移性CRC患者預(yù)后不良，除存在腫瘤干細(xì)胞(cancer stem cells, CSCs)外，其高異質(zhì)性是其主要原因。CSC具有自我更新能力，對稱分裂成兩個CSC或一個CSC和一個子細(xì)胞，過度增加細(xì)胞生長，支持腫瘤的發(fā)展。


CSCs與正常腸道干細(xì)胞(ISC)有一些共同的調(diào)節(jié)機(jī)制，這是一個主要的治療挑戰(zhàn)，因為CSC靶向治療可能會無意中損害ISC穩(wěn)態(tài)或旁觀者器官中的干細(xì)胞。Wnt/β-catenin信號通路是腸隱窩干性的主要調(diào)節(jié)因子。有趣的是，多項研究表明，該途徑與CRC患者化療耐藥密切相關(guān)。因此，理解調(diào)節(jié)腫瘤維持的分子機(jī)制是改善現(xiàn)有治療、提高CRC患者的總生存期和減少腫瘤復(fù)發(fā)的黃金機(jī)會。

Wnt/β-Catenin信號通路與結(jié)直腸癌的發(fā)生

Wnt信號通路是一個復(fù)雜的蛋白質(zhì)作用網(wǎng)絡(luò)，其功能最常見于胚胎發(fā)育和癌癥，但也參與成年動物的正常生理過程。Wnt信號至少通過三條不同的細(xì)胞內(nèi)通路進(jìn)行傳遞，包括經(jīng)典Wnt/β-Beta(catenin-Beta)信號通路、“非經(jīng)典”的Wnt/Ca 2+ (鈣)通路和Wnt/PCP (平面細(xì)胞極性)通路。Wnt/β-Catenin 通路主要調(diào)控發(fā)育過程中細(xì)胞的命運，而Wnt/PCP極性通路的主要功能是調(diào)節(jié)細(xì)胞骨架組織。

典型的Wnt信號通路依賴于β-catenin蛋白水平的精細(xì)平衡。在沒有Wnt配體的情況下，泛素依賴的蛋白酶體降解使β-catenin蛋白保持在基礎(chǔ)水平。這一過程是由一種稱為β-catenin破壞復(fù)合物的蛋白復(fù)合物促進(jìn)的，其中軸蛋白作為腫瘤抑制腺瘤性大腸息肉(APC)、酪蛋白激酶1 (CK1)和糖原合酶激酶3α/β (GSK-3α/β)的支架。因此,軸蛋白與β連環(huán)蛋白t使它更接近，而磷酸化絲氨酸，而GSK-3β磷酸化41蘇氨酸和絲氨酸，解決了泛素化的蛋白β-Transducin repeat-containing E3-ubiquitin蛋白連接酶(β-TrCP)，并進(jìn)一步通過蛋白酶體降解。這一過程允許Groucho蛋白與T細(xì)胞特異性轉(zhuǎn)錄因子/淋巴樣增強(qiáng)因子(TCF/LEF)結(jié)合，從而阻斷典型Wnt通路的轉(zhuǎn)錄啟動子和增強(qiáng)子。因此，TCF/Groucho復(fù)合體抑制典型Wnt信號通路靶基因的轉(zhuǎn)錄。

經(jīng)典的Wnt/β-Catenin信號通路示意圖。左圖為有Wnt信號，β-Catenin蛋白積聚，轉(zhuǎn)入胞漿，調(diào)節(jié)靶基因表達(dá)。右圖為無Wnt信號，β-Catenin被磷酸化降解。

腸是人體最具活力的器官之一。盡管驅(qū)動結(jié)腸直腸癌發(fā)生的病理生理機(jī)制是異質(zhì)性的，但正常腸上皮細(xì)胞(IEC)的腫瘤轉(zhuǎn)化依賴于一個觸發(fā)染色體不穩(wěn)定性(CIN)的事件以及體細(xì)胞突變和表觀遺傳改變的積累。在這種情況下，Wnt/β-catenin信號通路組分的解除管制是最常見的事件，并導(dǎo)致腸隱窩增生。


根據(jù)癌癥基因組圖譜(TCGA)， Wnt/β-catenin信號通路成員(如APC)的變化在90%以上的CRC病例中經(jīng)常是典型的驅(qū)動事件。APC基因編碼一個310 kDa的多結(jié)構(gòu)域蛋白，是β-catenin水平的主要調(diào)節(jié)因子之一。它的外顯子15約占APC編碼序列的75%，也是其突變的共同區(qū)域。APC基因的生殖系突變與家族性腺瘤性息肉病(FAP)和CRC的遺傳易感性有關(guān)。另外，80%以上的散發(fā)性結(jié)直腸癌存在體細(xì)胞突變，30%~ 40%的結(jié)直腸癌患者存在5q染色體雜合性缺失(LOH。在這兩種情況下，APC的缺失促進(jìn)Wnt/β-catenin信號通路的組成性激活，“起始”細(xì)胞的克隆擴(kuò)張導(dǎo)致良性息肉和異常隱窩的出現(xiàn)。

Wnt/β-Catenin信號通路作為天然衍生小分子治療CRC的靶點

CRC的治療取決于分期，但仍有大約40%的患者在原發(fā)治療后出現(xiàn)CRC復(fù)發(fā)。腫瘤細(xì)胞的干細(xì)胞性是導(dǎo)致標(biāo)準(zhǔn)治療耐藥和腫瘤復(fù)發(fā)的重要潛在機(jī)制。CSCs是腫瘤中一小群未分化的致瘤細(xì)胞，能夠自我更新并產(chǎn)生不同的細(xì)胞克隆，負(fù)責(zé)腫瘤生長的起始和維持。CSCs是APC缺失的。APC的缺失導(dǎo)致Wnt/β-catenin信號通路的組成性激活，該通路維持CSC的存活，并通過腫瘤微環(huán)境(TME)中分泌Wnt拮抗劑促進(jìn)WT-ISC的克隆排斥。由于APC和其他Wnt信號通路成員對CRC的發(fā)生、發(fā)展和復(fù)發(fā)至關(guān)重要，Wnt/β-catenin信號通路的組成部分可能是一個有希望的CRC治療的治療靶點。

金雀異黃酮是大豆中存在的異黃酮之一，它通過表觀遺傳修飾抑制Wnt/β-catenin通路，正向調(diào)節(jié)幾種Wnt拮抗劑的表達(dá)，是具有抗腫瘤作用的Wnt/β-catenin信號通路的抑制劑，通過抑制G2細(xì)胞的生存能力、增殖、誘導(dǎo)凋亡和細(xì)胞周期阻滯。

楊梅素是一種黃酮類化合物，存在于柑橘類水果、野生水果和葡萄中。楊梅素通過調(diào)節(jié)GSK3活性抑制Wnt/β-catenin通路，并在體內(nèi)以100 mg/kg的劑量降低胞質(zhì)和核β-catenin水平。

木蝴蝶素OroxylinA存在于黃芩屬的藥用植物中。OroxylinA通過下調(diào)Wnt3a蛋白的表達(dá)，抑制典型Wnt通路的活性，并在50 ~150μM范圍內(nèi)促進(jìn)β-catenin的蛋白酶體降解。此外，該分子通過細(xì)胞內(nèi)脂肪酸介導(dǎo)的GSK3-β和Axin的正向調(diào)節(jié)，改變β-catenin在細(xì)胞內(nèi)的分布。

木犀草素通過GKS3活性抑制典型的Wnt通路，促進(jìn)β-catenin的磷酸化和隨后的蛋白酶體降解，在25-100μM范圍內(nèi)呈劑量依賴性。不同濃度的木犀草素處理會阻止β-catenin的穩(wěn)定，降低細(xì)胞活力和增殖，誘導(dǎo)HCT15細(xì)胞caspase依賴性凋亡。

小檗堿是黃連屬和小檗屬藥用植物中的一種異喹啉類生物堿。其作用機(jī)制可能是通過增加APC水平，促進(jìn)β-catenin降解，降低靶基因如CCND1 (cyclin D1)和MYC (c-myc)的轉(zhuǎn)錄。黃連素降低了wnt靶基因Cyclin D1和c-Myc在小鼠中的表達(dá)，并通過降低Cyclin D1的表達(dá)降低了7例家族性腺瘤性息肉病患者息肉的復(fù)發(fā)。

姜黃素是由姜黃產(chǎn)生的類姜黃素，在腫瘤細(xì)胞系和小鼠模型中以劑量依賴的方式抑制Wnt/β-catenin信號通路。姜黃素治療可減少β-catenin核易位，并在4 - 32μM范圍內(nèi)降低靶基因如CCND1(cyclin D1)、MYC(c-myc)和AXIN2 (AXIN2)的轉(zhuǎn)錄。姜黃素還可阻止上皮-間質(zhì)轉(zhuǎn)化，正向調(diào)節(jié)NKD2的表達(dá)。已知的Wnt靶基因AXIN2 (AXIN2)在同一小鼠中也被下調(diào)。姜黃素還可以通過下調(diào)L1的表達(dá)來促進(jìn)CRC細(xì)胞對5-FU的化療敏感性，減少5-FU的毒副作用。

表沒食子兒茶素-3-沒食子酸酯(EGCG)是綠茶的主要成分，減少的活動Wnt /β連環(huán)蛋白通路誘導(dǎo)的Wnt3a條件培養(yǎng)基在20到80μM之間的距離,促進(jìn)磷酸化Ser33/37網(wǎng)站的β連環(huán)蛋白GSK3-independent機(jī)制。此外，表沒食子兒茶素-3-沒食子酸酯可以通過下調(diào)Axin2、c-Myc、Cyclin D1和PCNA的水平，抑制40μM腫瘤干細(xì)胞富集的癌球的增殖和形成。

白術(shù)(Atractylochromene)是一種從白術(shù)(atractylochromena)的根莖中分離出來的多酚，能抑制Wnt3a或GSK3-β抑制劑刺激HEK293T報告細(xì)胞的Wnt/β-catenin轉(zhuǎn)錄活性，濃度為5 ~ 20μg/mL。因此，白術(shù)色素以β-catenin為靶點，破壞其galectin-3介導(dǎo)的核積累，抑制SW480結(jié)腸癌細(xì)胞的增殖。


水飛薊素是從藥用植物水飛薊中提取的水飛薊素中的活性化合物。水蛭素補(bǔ)充50 mg/kg/天32周，可降低β-catenin水平，并防止外源性1,2-二甲肼(DMH)誘導(dǎo)的Wistar大鼠結(jié)腸直腸癌發(fā)生。此外，水飛薊賓通過下調(diào)β-catenin蛋白、Cyclin D1和PCNA的蛋白水平來抑制腺癌增殖。

白藜蘆醇是一種具有多種生物學(xué)特性的類黃酮。它存在于花生和野生水果中，在葡萄及其衍生物(如紅酒)中含量豐富。白藜蘆醇以劑量依賴的方式抑制Wnt/β-catenin通路，在10~100μM范圍內(nèi)阻止β-catenin/TCF4相互作用，促進(jìn)TCF4的蛋白酶體降解。

盡管Wnt/β-catenin信號調(diào)制劑在治療CRC的實驗治療中取得了有希望的進(jìn)展，但目前尚無天然或合成分子在臨床上可用。聯(lián)合治療是克服腫瘤耐藥的一個很好的策略，Wnt/β-catenin抑制劑已被證明可以提高腫瘤對5-FU和奧沙利鉑的敏感性，而5-FU和奧沙利鉑是大腸癌III期和IV期患者使用的FOLFOX等方案中的標(biāo)準(zhǔn)藥物。鑒于這些Wnt/β-catenin抑制劑的可及性，聯(lián)合化療方案使用不失為一個治療策略。