综述：Wnt/β-连环蛋白信号通路靶向蛋白降解：癌症治疗的有效策略

《Journal of Translational Medicine》：Targeted protein degradation of Wnt/β-catenin signaling pathway: an effective strategy for cancer therapy

本综述系统剖析了Wnt/β-catenin信号通路在肿瘤发生及免疫抑制中的核心作用，聚焦其“不可成药性”挑战。文章深入探讨了靶向蛋白降解（TPD）技术——包括基于泛素-蛋白酶体系统（UPS）的PROTAC、分子胶以及溶酶体途径（如LYTAC）——在降解β-连环蛋白（β-catenin）、c-MYC等关键致癌蛋白方面的突破性进展，为克服传统抑制剂毒性大、易耐药等局限提供了新范式，尤其为逆转Wnt通路介导的“冷肿瘤”免疫抑制微环境（TME）带来希望。

　　

引言

Wnt/β-连环蛋白（Wnt/β-catenin）信号通路是一条高度保守的信号转导途径，由Wnt配体（Wnts）、Frizzled受体（Fzds）及低密度脂蛋白受体相关蛋白5/6（LRP5/6）共同形成的多蛋白信号体复合物所启动。该通路在胚胎发育、器官形成及组织稳态维持中扮演关键角色。然而，其异常活化与多种恶性肿瘤的发生发展密切相关，Wnt通路突变被广泛认为是驱动肿瘤起始的重要因素。尽管针对其致癌作用的研究已催生众多治疗药物，但目前尚无一款靶向该通路的药物获批上市，这主要归因于其核心组分的固有结构特性及其在正常组织稳态中的重要功能。

β-连环蛋白依赖性级联通路

Wnt/β-连环蛋白通路的核心在于β-连环蛋白（β-catenin）的级联转导。通路激活始于Wnts与Fzds及LRP5/6的结合，随后招募Dishevelled（DVL）蛋白至膜上，抑制糖原合成酶激酶3β（GSK3β）的活性，从而导致β-连环蛋白在胞质中积累并核转位。在核内，β-连环蛋白与T细胞因子/淋巴样增强因子（TCF/LEF）等转录因子结合，激活c-MYC、细胞周期蛋白D1（cyclin D1）等下游靶基因的转录。在无Wnt信号时，β-连环蛋白会被由腺瘤性结肠息肉病蛋白（APC）、轴抑制蛋白（AXIN）、GSK3β和酪蛋白激酶1α（CK1α）组成的降解复合体（DC）持续磷酸化，进而经E3泛素连接酶β-转导重复包含蛋白（β-TrCP）泛素化后，通过蛋白酶体途径降解。

通路受到胞外抑制蛋白的严格调控。例如，跨膜E3泛素连接酶环指蛋白43（RNF43）和锌指环指蛋白3（ZNRF3）可通过泛素化Frizzled受体并促进其内吞和溶酶体降解来负向调控Wnt信号。而R-脊椎蛋白（RSPO1-4）则能增强Wnt信号。

Wnt/β-连环蛋白信号通路的复杂功能：靶向治疗的挑战

该通路功能多样，不仅参与骨骼、肝脏、皮肤等组织的稳态维持，还通过多种分泌型（如Dkk、sFRPs、WIF-1）和跨膜型（如Shisa、APCDD1）天然抑制剂进行精细调控，并与Notch、Hedgehog、TGF-β、NF-κB等其他保守通路存在广泛交叉对话（crosstalk），形成复杂的调控网络。

异常活化的Wnt信号通过改变肿瘤细胞表型和重塑肿瘤微环境（TME）来促进癌症进展。在肿瘤细胞中，CTNNB1基因（编码β-连环蛋白）的错义突变或降解复合体组分（如APC、AXIN）的功能缺失性突变（LOF）会导致β-连环蛋白稳定和核积聚，驱动肿瘤起始。此外，Wnt通路通过上调c-MYC、cyclin D1等促进细胞恶性增殖，并通过调控上皮-间质转化（EMT）和癌症干细胞（CSCs）特性来驱动肿瘤转移和异质性。

在肿瘤微环境方面，Wnt/β-连环蛋白信号是形成“冷肿瘤”的关键推手。它通过诱导肿瘤细胞中活化转录因子3（ATF3）表达，下调C-C基序趋化因子配体4（CCL4），从而损害CD103⁺ Batf3依赖性1型经典树突状细胞（cDC1s）的活化和浸润，导致肿瘤引流淋巴结（tdLN）中CD8⁺ T细胞 priming 缺陷。同时，β-连环蛋白/TCF/LEF复合物可直接结合CD274启动子，上调程序性死亡配体1（PD-L1）表达。该通路还促进调节性T细胞（Tregs）的浸润和功能，诱导M2型肿瘤相关巨噬细胞（TAMs）极化，并通过癌症相关成纤维细胞（CAFs）促进血管生成和EMT，共同破坏癌症-免疫循环（CI循环），导致免疫治疗耐药。

当前Wnt靶向药物的现状与局限

尽管已有多种靶向Wnt通路的药物进入临床试验，包括抗Frizzled抗体Vantictumab、Wnt陷阱受体Ipafricept、Porcupine（PORCN）抑制剂WNT974、靶向β-连环蛋白/TCF或β-连环蛋白/CBP相互作用的抑制剂（如PRI-724/ICG-001）等，但均因严重不良反应（如骨毒性、胃肠道毒性）或疗效有限而未能获批。其瓶颈在于：核心靶点（如β-连环蛋白、c-MYC）缺乏明确配体结合口袋，蛋白-蛋白相互作用（PPI）界面平坦难以干预；且通路在正常组织中不可或缺，传统占位驱动型抑制剂难以区分生理与病理活性，导致治疗窗口狭窄。

如何克服“不可成药性”？

1. 1.1.
   选择合适的靶点：针对在特定癌症中高频突变（如CRC中APC突变，HCC中CTNNB1突变）或肿瘤特异性高表达（如COAD中RNF43高表达）的分子进行干预，有望提高治疗特异性。
2. 2.2.
   多元化联合策略：将Wnt抑制剂与免疫检查点抑制剂（ICIs）、化疗等联合，有望将“冷肿瘤”转化为T细胞浸润的“热肿瘤”，增强疗效。
3. 3.3.
   利用TPD技术：靶向蛋白降解技术不依赖传统占位抑制，而是利用细胞自身的降解系统（如UPS、溶酶体）直接清除致病蛋白，具有催化性、可靶向“不可成药”靶点、潜在耐药性低等优势。

诱导靶向Wnt/β-连环蛋白相关蛋白降解

TPD策略为Wnt通路治疗带来了革命性希望。基于UPS的PROTAC技术（如Xstax-VHL、靶向β-连环蛋白和STAT3的NP-PROTACs、靶向c-MYC的ProMyc）和分子胶（如NRX-252114）可通过招募E3连接酶（如VHL、CRBN、β-TrCP）诱导目标蛋白的泛素化和降解。基于溶酶体的LYTAC、AbTAC等技术（如ZNRF3*IGF1R）则可用于降解膜蛋白（如Frizzled受体、PD-L1）。

TPD在Wnt/β-连环蛋白通路中的应用潜力设计

设计Wnt-TPD药物需精准选择靶点（POI）、连接链和E3连接酶。β-连环蛋白仍是核心靶点，其TPD设计需考虑胞内递送（如使用细胞穿膜肽CPP或纳米化策略）。利用通路内源性E3连接酶（如β-TrCP、FBXW7）作为“降解模块”具有独特优势。连接链的长度、化学组成和灵活性影响药物药代动力学性质。针对膜蛋白（如Fzd7、PD-L1、LGR）可设计基于溶酶体途径的TPD（如LYTAC、AbTAC），例如同时降解Fzd7和PD-L1的双特异性降解剂可能协同抑制Wnt通路并逆转免疫抑制。

结论

Wnt/β-连环蛋白通路在肿瘤发生和免疫逃避中扮演核心角色，但其“不可成药性”长期阻碍了靶向药物的开发。靶向蛋白降解技术通过直接降解致病蛋白，为克服这一挑战提供了新范式。通过合理选择肿瘤特异性靶点、优化TPD分子设计（如连接链、E3连接酶选择），并结合免疫治疗等策略，Wnt-TPD药物有望在实现高效抗肿瘤效应的同时，最大限度地减少对正常组织的影响，为Wnt驱动型癌症的精准治疗开辟新道路。尽管在细胞膜穿透性、E3连接酶选择有限性、潜在毒性等方面仍面临挑战，但持续的创新正在推动这一领域向前发展。