Wnt (wingless) / β-catenin 通路是一條在生物進化中極為保守的信號通路，在細胞的生長分化、組織器官形成以及成體干細胞的維持等方面都起著重要作用，是機體生長發育的重要信號通路之一。在哺乳動物細胞中，Wnt/β-catenin 通路通過一系列胞質蛋白相互作用，使 β-catenin 蛋白在胞質內累積，進而入核傳遞生長刺激信號。該信號通路一旦出現異常就可能使細胞及生物體的功能產生一定程度的障礙或損壞，進而導致機體腫瘤的發生。目前，Wnt/β-catenin 通路已成為藥物發現和開發的主要靶標之一。

研究動態

近期一項研究發現在臨床上抗寄生蟲和抗菌譜廣泛的小分子藥物硝唑尼特 (Nitazoxanide，NTZ) (圖1a) 能夠促進 β-catenin 瓜氨酸化，誘導 β-catenin 降解，抑制 Wnt/β-catenin 通路，并且在小鼠模型上抑制腫瘤生長。該研究闡明了一種全新的抑制 Wnt/β-catenin 信號通路的機制，這將為開發具有全新作用機制的抗腫瘤藥物提供理論指導。

NTZ抑制了 Wnt/β-catenin 通路在體內和體外的信號傳導。NTZ 有效的抑制了被 GSK-3 抑制劑6-溴靛玉紅-3′-肟 (6BIO) 激活的 Wnt 信號通路，還抑制了 β-catenin 的靶基因表達，在 NTZ 處理過的 SW480 細胞中，35%的基因，包括 AXIN2，ID2，WNT6，WNT11，CDX2 和 ZNRF3 都被有效的抑制，而且 NTZ 治療可顯著減少小鼠微腺瘤和大腺瘤數目，TNZ 治療的腺瘤還表現出 β-catenin 明顯減少的特征。值得注意的是，NTZ 的治療并沒有顯著減少體重或引起正常腸道形態的明顯改變。（圖1） 

圖1. NTZ抑制Wnt/β-catenin信號通路（圖片來源《Nature Chemical Biology》）

NTZ 能夠劑量依賴性的降低 6BIO 刺激的 293FT 細胞和 APC 突變的結腸癌細胞中的 β-catenin 水平。β-catenin 水平降低發生在蛋白水平上，該過程可被蛋白酶抑制劑 MG132 阻斷，但沒有發現 CTNNB1 mRNA 的減少。隨后的實驗表明，NTZ 介導的 β-catenin降解是依賴于蛋白酶而與泛素化過程無關。（圖2）

圖2.NTZ促進β-catenin的降解（圖片來源《Nature Chemical Biology》）

PADs 是一類催化蛋白精氨酸殘基轉變為瓜氨酸殘基的酶家族，小分子 NTZ 通過靶向 PAD2，穩定 PAD2 蛋白，增加 PAD2 對 β-catenin 瓜氨酸化，進而抑制 β-catenin 信號通路。（圖3）多種研究表明 PAD2 可以阻斷 Wnt/β-catenin 通路依賴的細胞的生長，抑制被 Wnt 激活的癌細胞的生長。此外，過表達 PAD2 能有效的抑制 SW480 和 HCT116 細胞中軟瓊脂克隆的形成，但不能抑制 CTNNB1 基因缺失的 HCT116 細胞中軟瓊脂克隆的形成。（圖4）

圖3. NTZ直接靶向的PAD2與β-catenin相互作用使β-catenin瓜氨酸化（圖片來源《Nature Chemical Biology》）

圖4. PAD2抑制被Wnt激活的癌細胞的生長（圖片來源《Nature Chemical Biology》）

M君有話說：

該研究通過篩選發現小分子硝唑尼特（NTZ）可以顯著降低 β-catenin 蛋白水平并抑制 Wnt 信號通路活性。并利用化學蛋白組學技術確定肽酰基精氨酸脫亞氨酶2 (PAD2) 是 NTZ 促進 β-catenin 降解的功能靶標蛋白，這將為腫瘤的防治提供新的思路與策略，促進開發藥物新適應癥。

參考文獻：

[1] Qu Y, et al. Small molecule promotes β-catenin citrullination and inhibits Wnt signaling in cancer. Nat Chem Biol. 2018, 14(1): 94-101.

相關產品

JW 55

JW 55 是一種有效的選擇性 β-catenin 抑制劑，通過抑制端錨聚合酶 TNKS1 和 TNKS2 發揮作用。

XAV-939

XAV-939 是一種具有選擇性的 β-catenin 介導的轉錄抑制劑和軸蛋白的穩定劑，能夠抑制端錨聚合酶 TNKS1 和 TNKS2 的活性，IC50值分別為11和4 nM。