Посещений:
КОЛОРЕКТАЛЬНЫЙ РАК



Роль передачи сигналов Wnt/β-catenin

The research progress of Wnt/β-catenin signaling pathway in colorectal cancer
Xueling Zhang, Congcong Li, Yue Wu, Peilin Cui
Clinics and Research in Hepatology and Gastroenterology Volume 47, Issue 3, March 2023, 102086

The Wnt/β-catenin signaling pathway is highly conservative. β-catenin is the key molecule in this pathway. The β-catenin target genes regulate cell proliferation and apoptosis. Since Wnt pathway proteins are distributed on the cell membrane, cytoplasm, and nucleus, inhibiting or activating these pathway proteins presents a novel target for cancer treatment via the Wnt signaling pathway. Studies have found that this pathway plays a significant role in the formation and progression of cancers, particularly colorectal cancer. We summarised the activation and inhibition of the Wnt signaling pathway in tumors, its relationship with the microenvironment and crosstalk with other pathways, and the effect of targeting abnormal Wnt signaling in the treatment of colorectal cancer. Here is to review future targeted therapeutics in colorectal cancer research and implementation.

Путь Wnt/β-катенин является типичным открытым путем для многозвеньевого, со многими активностями участка. Термин "Wnt" был придуман из комбинации названий двух генов: wingless гена "Wg" и протоонкогена "Int-1" [1, 2]. Wg был обнаружен в имагинальном диске крыла дрозофилы и был связан с липопротеиновыми частицами [3,4]. Int-1 был идентифицирован в 1982 году для интеграции активированных генов в индуцированных вирусами опухолях молочной железы [5]. Некоторые гены Wnt не встречаются у одноклеточных организмах [6], что позволяет предположить, что передача сигналов Wnt сыграла решающую роль в эволюционном происхождении многоклеточных животных. Совместные наблюдения за дрозофилой и Xenopus laevis показали наличие высоко консервативного сигнального пути, известного как канонический каскад Wnt. Катенин является центральной молекулой этого пути [3,5].
В организме человека имеется 19 генов, кодирующих Wnt, которые связываются с различными рецепторами и стимулируют различные внутриклеточные пути передачи сигнала [7]. Семейство Wnt - это эволюционно консервативное семейство белков [8]. Протоонкоген Wnt кодирует белок Wnt [9]. Семейство Wnt человека, являющееся лигандом для более чем 15 рецепторов или ко-рецепторов, включает 19 богатых цистеином гликопротеинов [10]. Факторы транскрипции TCF/LEF являются ядерными эффекторами Wnt [11]. Предыдущие исследования показали, что этот путь имеет сложную структуру и множество участников. Существует три пути: типичный, атипичный путь плоскостной клеточной полярности (PCP) и атипичный путь Wnt/кальций [10].
Три пути Wnt играют важную роль в эмбриональном развитии, включая регуляцию пула стволовых клеток, миграцию, специализацию клеток, поддержание гомеостаза тканей и заживление ран и т.д., в таких тканях, как волосы, кожа [12] и кишечник [13]. Путь PCP влияет на цитоскелет и запускает транскрипционную активацию и экспрессию генов-мишеней, участвующих в клеточной адгезии и миграции. У беспозвоночных этот путь, как было показано, модулирует клеточную полярность [14]. В кальций-зависимых путях NFAT (ядерный фактор, активирующий Т-клетки) и TAK1-индуцированная Nemo-подобная киназа (NLK) являются кальций-регулируемыми транскрипционными факторами атипичного пути [15,16]. Связывание лиганда Wnt с рецептором Fz активирует фосфолипазу С, расположенную на плазматической мембране клетки. Это, в свою очередь, стимулирует производство определенных сигнальных молекул, включая диацилглицерол (DAG) и 1,4,5-трифосфат (IP3). Путь Wnt-Ca2+ вызывает повышение уровня внутриклеточного кальция, опосредует клеточную полярность, усиливает миграцию клеток и ингибирует канонический путь Wnt. Типичная передача сигналов Wnt также известна как передача сигналов Wnt/β-катенин и она является классическим путем развития опухолей. Путь Wnt/β-катенин регулирует пролиферацию, выживание, дифференцировку и миграцию клеток [17]. Он также играет роль в самообновлении тканей и органов, таких как кишечник, кровь и мозг [7,18].
Опухоли возникают в основном в результате мутаций в генах-супрессорах опухолей и онкогенах. Мутации вызывают неконтролируемую пролиферацию клеток. Персистенция опухоли зависит от микроокружения опухоли [19], которое обеспечивает опухоль питательными веществами, энергией, сигналами и т.д. Множество сигнальных путей, таких как сигнальный каскад Wnt, контролируют баланс клеток в микроокружении опухоли [20]. Он влияет на развитие и созревание Т-клеток и дендритных клеток, являющихся центром адаптивного иммунного ответа, делая их ключевыми сигнальными путями против различных патофизиологических нарушений. Tumor microenvironment (TME) является источником типичных и атипичных лигандов Wnt, которые запускают аномальные сигнальные пути как в раковых, так и в иммунных клетках, что приводит к эпителиально-мезенхимальной трансформации (EMT) и изменениям в иммунном ответе.
Многочисленные исследования показали наличие белков пути Wnt в различных типах опухолей, включая рак толстой кишки [21], опухоль мозга [22], меланому [23], молочной железы [24], печени [25] и поджелудочной железы [26], все они имеют белки пути Wnt на клеточных мембранах, в цитоплазме и ядрах. Поэтому Wnt/β-катенин играет первостепенную роль в возникновении и развитии рака, способствуя инициации и прогрессии раковых клеток [27,28]. Ингибирование или активация этих белков пути представляет собой новую мишень для лечения рака через сигнальный путь Wnt. Цель данной статьи - обсудить роль сигнального каскада Wnt/β-катенин в прогрессии и выживании рака и возможность применения ингибиторов Wnt/β-катенин против аберрантного сигнального пути Wnt/β-катенин при колоректальном раке.
Section snippets
Colorectal cancer and tumor microenvironment


Colorectal cancer (CRC) является второй по частоте причиной смертности от рака в мире. Его распространенность растет, и им заболевают все более молодые люди [29,30]. CRC - это гетерогенное заболевание кишечного эпителия, характеризующееся накоплением мутаций и дисрегуляцией иммунного ответа [31]. Информация о CRC представляет собой многоступенчатый, длительный процесс эволюции, в ходе которого активируются многочисленные эндогенные проонкогены и инактивируются гены опухолевых супрессоров [32]...
Canonical Wnt signaling pathway


Когда лиганд белка Wnt воздействует на клетку-мишень, он связывается с гетеродимерным рецепторным комплексом, образованным белком Frizzled (Fz) клеточной мембраны и ассоциированным с рецептором low-density lipoprotein receptor-associated protein (LRP5/6). Белок Fz является 7-трансмембранным (7-ТМ) рецептором, который служит основной платформой для связывания Wnt [43]. LRP5/6 также участвует в связывании Wnt с димерными рецепторами [44]. Для повышения чувствительности LRP6 к лигандам Wnt, используется циклин-зависимая киназа 14 (CDK14/PFTK1), митотический циклин Y...
Targeted therapy for Wnt/β-catenin signaling in colorectal cancer


Путь Wnt регулирует клеточную пролиферацию, выживание, дифференцировку, миграцию и играет регуляторную роль в возникновении и развитии колоректального рака. Целенаправленное воздейстывие на этот путь может препятствовать передаче сигналов и росту пролиферации опухолевых клеток, поэтому целенаправленное лечение колоректального рака способствует прецизионной терапии без повреждения нормальных клеток. Управление по контролю за продуктами и лекарствами США (FDA) разрешило применение различных неспецифических методов лечения Wnt-зависимого рака...
Conclusions


Рак толстой кишки является третьим по распространенности раком у мужчин и вторым по распространенности раком у женщин во всем мире [119]. Путь Wnt/β-катенин обязателен для выживания и поддержания раковых клеток. Активация передачи сигналов WNT является ранним событием почти во всех раковых опухолях толстой кишки [120]. Последние данные ясно показывают активность нормального, типичного сигнального пути Wnt/β-catenin. Аномальная активация этого пути или избыточная экспрессия любого цитокина, входящего в этот путь, может привести к образованию опухоли...