结直肠癌是威胁人类健康的主要肿瘤杀手之一，它是胃肠道中常见的恶性肿瘤，又称大肠癌。其发病率和病死率在消化系统恶性肿瘤中仅次于胃癌、食管癌和原发性肝癌。

　　结直肠癌具有高发性

　　全球每年新发大肠癌病人高达93万，在我国每年新发病例高达13-16万人，在消化道肿瘤中大肠癌的发病率仅次于胃癌;在我国目前大肠癌患病率已经高达46.8/10万;大肠癌已经成为中国三大癌症之一，其发病率正以4.2%的速度螺旋递增，远超2%的国际水平;我国大肠癌发病还有一个明显的特点：发病年龄以40-60岁之间居多，平均发病年龄为48.3岁，比西方人足足早了10-15年，在我国青年患者比欧美更为多见，30岁以下的大肠癌患者并不少见。

　　结直肠癌的严重性

　　肠癌术后生活质量明显下降，包括：性功能、排泄功能下降，心理障碍增加、社交活动减少;大肠癌如此多见，但是大部分患者发现时已是晚期，失去了最佳的治疗时机，导致大肠癌患者确诊后5年生存率很低;在我国每5分钟就有1人死于大肠癌。

　　Cell Research刊登浙大研究团队新成果：Wnt通路有新成员且作用巨大

　　这么厉害的病?

　　到底是怎么发生的呢?

　　8月22日，来自浙江大学医学院的周天华研究小组在Cell Research杂志发表了题为“Twa1/Gid8 is aβ-catenin nuclear retention factor in Wnt signaling and colorectal tumorigenesis”的研究论文。

　　该研究通过整合生物信息学、分子细胞生物学、发育生物学、癌生物学和临床调查等手段系统地鉴定了一个经典Wnt信号通路的新成员Twa1，并证实Twa1通过促进β-catenin的核内滞留而提高β-catenin的核内水平，进而增强Wnt信号通路，在斑马鱼胚胎早期发育及结直肠癌的发生和发展过程中发挥重要功能。该研究表明Twa1是近二十年来Wnt信号通路研究中新发现的重要成员，为人们进一步认识Wnt信号通路及其分子调控机理提供了新思路，有助于深入了解与Wnt信号通路异常相关的人类疾病的发生机理。

　　Wnt/β-catenin信号通路的异常活化是人类结直肠癌发生的重要原因之一。β-catenin的核内累积是Wnt信号通路活化的重要标志。尽管β-catenin的入核与出核过程已被广泛研究，但关于β-catenin的核内滞留机制目前仍知之甚少。

　　浙大研究团队新发现：助力人类战胜结直肠癌

　　经典Wnt信号通路(又称Wnt/β-catenin信号通路)是一类由分泌型糖蛋白Wnt介导的信号转导途径，在动物胚胎早期发育中参与调节细胞增殖与分化、背腹体轴建立、组织和器官形成等一系列生理过程，其功能异常与发育缺陷及恶性肿瘤等人类疾病密切相关。Wnt信号通路的主要成员APC(adenomatous polyposis coli)基因的突变被认为是结直肠癌产生的重要原因。因此，深入研究经典Wnt信号通路的分子调控机理，对人类结直肠癌的诊治具有重要的理论意义和潜在的临床应用价值。

　　经典Wnt信号通路主要是细胞外Wnt配体与细胞膜上的受体结合，提高细胞质内β-catenin蛋白的稳定性，促进其移位至细胞核，激活下游靶基因的表达(下图1)。当细胞没有接收Wnt信号时，细胞质中的β-catenin被Axin介导的降解复合物(主要由支架蛋白Axin和APC，蛋白激酶GSK3和CK1等组成)捕获，并经蛋白酶体途径降解。因此，β-catenin无法进入细胞核激活Wnt靶基因的表达。当细胞外存在较高浓度的Wnt配体时，Wnt结合细胞膜上的受体Frizzled和共受体LRP5/6(low-density lipoproteinreceptor-related protein 5/6)，在Dvl(dishevelled)的帮助下招募Axin移位至细胞膜，使得Axin复合物失活。因此，β-catenin不再受到Axin复合物的调控，其在细胞质中的蛋白浓度升高，并进入细胞核，结合转录因子TCF(T cell factor)，激活下游Wnt靶基因的表达。由此可见，β-catenin在细胞核内的累积(nuclear accumulation)是Wnt信号通路的关键事件之一。

　　经典Wnt信号通路示意图

　　在周天华课题组的这项研究中，研究人员发现Twa1(two hybrid-associated protein no.1 with RanBPM，亦命名为Gid8)是一个β-catenin的核内滞留因子，通过促进β-catenin的核内滞留而提高β-catenin的核内水平，进而促进Wnt信号通路和结直肠癌的发生和发展。Twa1是一个进化上高度保守的蛋白，早期研究发现其能够与RanBPM(Ran-binding protein M)蛋白相互作用，但Twa1蛋白的生化特性及其生物学功能并不清楚。

　　为了研究结直肠癌发生和发展的分子机制，研究人员在癌症公共数据库Oncomine和TCGA中，通过生物信息学方法分析在结直肠癌组织和癌旁对照组织中差异表达的基因，发现其中一个功能未知的基因Twa1在结直肠癌组织中高表达(另外找到的几个基因例如FoxQ1、c-Myc、DNMT1、LGR5等大都是功能明确，并且已有许多相关研究报道)。于是研究人员收集临床组织样本，证实Twa1的确在结直肠癌组织中表达上升，提示Twa1可能与结直肠癌的发生和发展相关。

　　考虑到细胞信号通路异常与癌症的发生发展密切相关，研究人员又通过一系列监测细胞信号通路活性的报告基因实验进行筛选，发现Twa1是Wnt信号通路的正向调节因子。进一步机制研究表明在Wnt信号未激活时，Twa1与β-catenin一同被Axin复合物降解。当Wnt信号激活时，Wnt信号能够抑制Axin复合物，促进Twa1的核内累积，Twa1结合β-catenin并将β-catenin滞留于核内，从而提高β-catenin的核内水平，增强Wnt靶基因的表达。

　　Twa1通过促进β-catenin核内滞留而增强Wnt信号通路

　　此外，Twa1对于与Wnt通路相关的斑马鱼背部结构发育以及结直肠癌细胞的生长都是至关重要的。更重要的是，Twa1在人类结直肠癌组织的细胞核组分中高表达，并与β-catenin的表达水平以及结直肠癌患者的不良预后呈正相关，这提示Twa1可能是一个潜在的结直肠癌的治疗靶标。尽管Twa1与β-catenin在核内结合，但Twa1并不与TCF4及Wnt靶基因结合，这提示一种染色体非依赖性的核内滞留(chromatin-independentretention)机制对于β-catenin的核内累积以及Wnt信号通路的激活至关重要。

　　综上所述，该研究发现Twa1是经典Wnt信号通路的一个新成员，通过促进β-catenin核内滞留而增强Wnt信号通路，进而在斑马鱼胚胎发育及结直肠癌的发生和发展中发挥重要作用，为人们进一步认识Wnt信号通路及其分子调控机理提供了新思路，有助于深入了解与Wnt信号通路异常相关的人类疾病的发生机理。

　　据出国看病服务机构网获悉，此项工作主要是由周天华教授课题组博士后卢毅、博士生谢珊珊、助理研究员张雯等合作完成。该研究项目得到了国家科技部、国家自然科学基金、教育部、浙江省自然科学基金等的资助，同时还受到了普林斯顿大学康毅滨教授，浙大医学院刘伟教授，王福俤教授，吴希美教授和浙大生科院黄晓副教授的帮助。