轉(zhuǎn)錄因子Snail 與胃癌關(guān)系的研究進展

張媛媛，羊軼駒

哈爾濱醫(yī)科大學(xué)附屬第一醫(yī)院消化內(nèi)科，黑龍江 哈爾濱150001

胃癌是消化系統(tǒng)最常見的惡性腫瘤，是人類十大惡性腫瘤之一，其死亡率居世界癌癥死因的第二位［1］。每年全球新發(fā)胃癌病例約90 萬例，同時約有70 萬人死于胃癌。我國是胃癌發(fā)病率和死亡率最高的國家，發(fā)病率和死亡率均為世界平均水平的2 倍多。近年來，盡管胃癌的診斷和治療取得了較大進展，但其發(fā)病率和死亡率仍無明顯下降。胃癌預(yù)后差的主要原因是腫瘤對周圍組織的侵襲，及在腫瘤早期就發(fā)生鄰近組織和遠端組織的轉(zhuǎn)移。多種因素如慢性幽門螺桿菌(H.pylori)感染及飲食因素都可以促進胃癌的發(fā)生、發(fā)展。胃癌向胃壁各層浸潤，當(dāng)穿透漿膜后，癌組織可接連不斷地向周圍組織和鄰近器官廣泛蔓延生長并可通過淋巴管和血管區(qū)域淋巴結(jié)及遠處器官等處轉(zhuǎn)移。目前，對于胃癌的治療仍以手術(shù)為主，放化療為輔，臨床上對胃癌早期發(fā)現(xiàn)認識的缺乏和腫瘤自身的侵襲、轉(zhuǎn)移，都是導(dǎo)致其治療失敗的主要原因。因此，有效治療胃癌的關(guān)鍵是抑制腫瘤的侵襲及轉(zhuǎn)移。胃癌的發(fā)生是多基因、多步驟共同作用的結(jié)果。此過程需要經(jīng)歷一系列復(fù)雜的信號傳導(dǎo)通路及眾多細胞因子參與，上皮細胞通過間變、轉(zhuǎn)化、增殖、分化及不典型增生等過程最終發(fā)生癌變。Snail 具有誘導(dǎo)上皮-間質(zhì)轉(zhuǎn)化(epithelial-mesenchymal transitions，EMT)的作用，其過度表達會導(dǎo)致EMT，EMT 與腫瘤細胞的侵襲、轉(zhuǎn)移密切相關(guān)，因此可增強胃癌的侵襲和轉(zhuǎn)移，加速惡化進程。本文對Snail 在胃癌侵襲、轉(zhuǎn)移中的進展作一概述。

1 Snail 的分子構(gòu)成及其功能

Snail 首先在果蠅中被發(fā)現(xiàn)，在中胚層的形成中起重要作用，Snail 超家族成員包括Snail、E12/E47、ZEB1、SIP1、Slug 等，這些基因具有對細胞-細胞黏附糖蛋白的轉(zhuǎn)錄抑制作用，隨后Snail 的同源分子相繼在不同脊椎動物中被識別，其含有4 ～6 個鋅指結(jié)構(gòu)的羧基末端區(qū)域和氨基末端區(qū)域，Snail 相關(guān)基因的一致結(jié)合位點都包含有一個6 堿基的核心GGTGTG，該基序與所謂的E-盒(E-box)完全相同，鋅指由2 個β 折疊片、1 個α 螺旋和含有1 個DNA 連接凹槽的氨基酸末端區(qū)域構(gòu)成。Snail 家族成員具有促進細胞轉(zhuǎn)移的作用［2］，其中包括EMT。EMT 以上皮細胞極性的喪失及間質(zhì)特性的獲得為重要特征［3］，具體包括細胞黏附分子(E-鈣黏蛋白)表達減少，EMT 的表達與E-cadherin表達下調(diào)有關(guān)，E-cadherin 在上皮細胞分化和維持細胞極性中起重要作用，它通過與黏附素(α、β、γactenin)結(jié)合作用于細胞骨架來調(diào)節(jié)細胞內(nèi)信號傳導(dǎo)，經(jīng)Wnt 信號傳導(dǎo)通路調(diào)控腫瘤生長［4］。Snail 可與Ecadherin 啟動子上的E-box 作用元件結(jié)合從而抑制Ecadherin 的轉(zhuǎn)錄［5］。Wang 等［6］研究表明誘導(dǎo)EMT 發(fā)生的轉(zhuǎn)錄因子Twist，其分子機制與Snail/Slug 相似，與E-cadherin 啟動子區(qū)域的E-box 基序結(jié)合，抑制E-cadherin 的表達。胃癌在轉(zhuǎn)移過程中有4 個重要步驟，惡性腫瘤細胞必須從原發(fā)腫瘤獲得轉(zhuǎn)移能力，這就意味著它必須去除細胞-細胞和細胞-基質(zhì)間的相互作用，成為游動性的，并且為腫瘤間質(zhì)獲得可塑變形性。隨之，其獲得侵襲力，使得周圍細胞外基質(zhì)降低，并從原發(fā)腫瘤大面積脫離。接著，其侵入脈管系統(tǒng)、淋巴管基底膜和內(nèi)皮屏障系統(tǒng)中，通過血行或淋巴系統(tǒng)轉(zhuǎn)移。其必須具有穿透遠處內(nèi)皮細胞和血管內(nèi)皮屏障及基底膜的能力，最終在遠處位點形成與原發(fā)灶形態(tài)結(jié)構(gòu)相似的轉(zhuǎn)移癌［7］。

另 外，Snail 超 家 族 的 SCRATCH 群，包 括SCRATCH1 和SCRATCH2，在胚胎發(fā)育早期顯示不同的功能。但不是所有的Snail 家族成員都具有致癌性，而是特別的Snail 家族成員，SCRATCH 亞群在功能上與Snail 不同，因此Snail 及其家族成員的致癌特性需進一步研究［8］。

2 Snail 在胃癌中的調(diào)節(jié)途徑

Snail 是一種極不穩(wěn)定，易被降解的蛋白，Snail 在胃癌中的表達具有復(fù)雜的信號調(diào)節(jié)機制，之前有研究表明，EGFL7 的高表達可進一步促進胃癌的浸潤和轉(zhuǎn)移。EMT 啟動了轉(zhuǎn)移級聯(lián)，并賦予腫瘤細胞侵襲和遷移能力。我們發(fā)現(xiàn)，通過劃痕損傷和Transwell 小室遷移實驗，揭示了在大多數(shù)人類胃癌細胞系中，EGFL7高度表達可促進細胞的侵襲和遷移能力。相反，通過shRNA 介導(dǎo)敲除EGFL7 可使其侵襲和遷移力降低。在切離的人胃癌組織標本中，EGFL7 的表達水平與間充質(zhì)標記物波形蛋白和EMT 的轉(zhuǎn)錄表達水平及Snail呈正相關(guān)，而與E-鈣黏蛋白的表達呈負相關(guān)。在胃癌細胞系中，EGFL7 的敲除，使波形蛋白和Snail 的表達降低，并逆轉(zhuǎn)了EMT 的形態(tài)標志。此外，通過表皮生長因子受體(epidermal growth factor receptor，EGFR)酪氨酸激酶抑制劑AG1478，促進EGFR 和蛋白激酶B(AKT)磷酸化激活，從而對EGFL7 的表達產(chǎn)生明顯的抑制作用。因此，在胃癌細胞中，AG1478 降低了EGFL7 的表達從而削弱了其侵襲和轉(zhuǎn)移能力。研究結(jié)果表明，EGFL7 通過EGFR-AKT-Snail 信號通路激活EMT 而促進侵襲、轉(zhuǎn)移。中斷EGFL7-EGFR-AKTSnail 信號有望成為胃癌治療的可行策略［9］。最新研究證明［10］，EphA2 高表達促進了N-鈣黏蛋白和Snail的上調(diào)，并促進Wnt 基因/β-catenin 的目標基因TCF4及細胞周期蛋白D1 和c-Myc 等，而對沉默EphA2 的短發(fā)夾RNA 則起相反作用。此外，抑制了Wnt 基因/β-連環(huán)蛋白通路的XAV939 則使EphA2 的表達降低。這些觀察結(jié)果表明，EphA2 的上調(diào)與胃癌的侵襲、轉(zhuǎn)移密切相關(guān)，而且EphA2 通過激活Wnt/β-catenin 信號通路促進胃癌細胞發(fā)生EMT。Mani 等［11］證實永生化的乳腺上皮細胞在TGF-β1 誘導(dǎo)或轉(zhuǎn)染Snail 或Twist時啟動EMT，并產(chǎn)生干細胞樣的細胞。TNF-α 不僅作為自分泌生長因子，也可誘導(dǎo)其他生長因子，諸如雙調(diào)蛋白、EGFR 和TNF-α，從而導(dǎo)致腫瘤細胞過度增殖表達。近期研究發(fā)現(xiàn)炎癥因子如TNF-α 是誘導(dǎo)Snail 穩(wěn)定的主要信號。TNF-α/NF-κB 穩(wěn)定Snail 蛋白是由轉(zhuǎn)錄誘導(dǎo)COP9 信號復(fù)合體2(COP9 signalosome 2，CSN2)介導(dǎo)的，它通過干擾Snail 與GSK-3β 和β-轉(zhuǎn)導(dǎo)重復(fù)相容蛋白(β-transducin repeat-containing protein，β-TRCP)的結(jié)合，從而抑制Snail 的磷酸化和泛素化，進而導(dǎo)致Snail 穩(wěn)定在非磷酸化和非泛素化狀態(tài)［12］。進一步研究表明，酪蛋白激酶1(casein kinase 1)磷酸化Snail 是后續(xù)GSK-3β 磷酸化降解Snail 所必需的［13］。同時TNF-α 也有利于腫瘤血管的生成。它通過各種血管生成因子，如IL-8 和VEGF，來介導(dǎo)腫瘤血管的生成，并且通過JNK 和AP-1 依賴性途徑而成為VEGF 的關(guān)鍵調(diào)節(jié)劑和促進Jagged-1 的表達［14］，而Snail 對TNF-α 的表達具有協(xié)同作用，通過阻斷其各信號途徑的表達，從而達到抑制腫瘤細胞過度增殖的目的。EMT 的功能與N-cadherin、Snail1、Snail2 和間質(zhì)標記物Vimentin 蛋白的表達增加及E-cadherin 蛋白的表達減少有關(guān)。血管內(nèi)皮生長因子的變化導(dǎo)致TGF-β1信號的改變，包括Smad7 蛋白減少(TGF-β 抑制Smad蛋白)，TGF-β-Ⅱ增加和Smad3 基因磷酸化易位到細胞核。因此，促進了胃癌新生血管的生成，從而增加胃癌腫瘤細胞的侵襲、轉(zhuǎn)移［15］。

3 Snail 與胃癌的侵襲、轉(zhuǎn)移

近年來Snail 在胃癌侵襲、轉(zhuǎn)移中的作用越來越受到人們的關(guān)注，其中Snail 誘導(dǎo)的EMT 在胃癌發(fā)生、發(fā)展中起關(guān)鍵作用。EMT 是指上皮細胞通過特定程序轉(zhuǎn)化為具有間質(zhì)表型細胞的生物學(xué)過程。在胚胎發(fā)育、慢性炎癥、組織重建、癌癥轉(zhuǎn)移和多種纖維化疾病中發(fā)揮了重要作用，涉及細胞形態(tài)和EMT 相關(guān)基因表達的改變［16-17］。在胃癌細胞中Snail 和Slug 具有協(xié)同上調(diào)作用，Snail 高表達可以抑制E-cadherin 的表達，Snail 的表達與E-cadherin 的表達呈負相關(guān)，在胃癌的侵襲和轉(zhuǎn)移中發(fā)揮了極其重要的作用。胃癌組織中Snail 高表達可以抑制E-cadherin 的表達，從而導(dǎo)致胃癌細胞間的黏附作用喪失，使癌細胞易于發(fā)生侵襲和轉(zhuǎn)移，并認為Snail 促進胃癌的侵襲、轉(zhuǎn)移機制與Ecadherin 的功能密切相關(guān)。EMT 誘導(dǎo)腫瘤從原發(fā)部位通過淋巴管或靜脈血管發(fā)生侵襲、轉(zhuǎn)移，在惡性腫瘤早期發(fā)展中，可能與Snail 的上調(diào)和E-cadherin 的下調(diào)有關(guān)［18］。Snail 全面影響上皮細胞表達譜，除可下調(diào)E-cadherin外，還下調(diào)封閉蛋白(claudin)、密封蛋白(occludin)、黏蛋白(mucin)、角蛋白18(cytokeratin 18，CK18)，同時也可上調(diào)纖維黏連蛋白(fibrbnectin)、波形蛋白(vimentin)、基質(zhì)金屬蛋白酶(matrix metallopmteinase，MMP)1、2、7、9 和細胞膜型基質(zhì)金屬蛋白酶-1(membrane type 1-matrix metalloproteinase，MT1-MMP)等［19］。C?me 等［20］研究表明，在肝癌中，Snail不但可以通過間質(zhì)調(diào)控基質(zhì)金屬蛋白酶家族成員的表達增加細胞的侵襲力，而且可以抑制E-cad 的表達。其特點是上皮細胞蛋白E-cadherin、a、0、Y-連環(huán)素等表達下降或缺失，而vimentin、α-SMA 等則表達增加，從而使腫瘤細胞侵襲轉(zhuǎn)移能力加強。此外，Snail 的高表達與腫瘤的病理分期密切相關(guān)，近期研究［21］表明Snail 與淋巴結(jié)的轉(zhuǎn)移明顯相關(guān)，且Snail 的高表達與胃癌患者的復(fù)發(fā)和不良預(yù)后密切相關(guān)［22］。張莉麗等［23］研究證明，Snail mRNA 在正常胃黏膜組織中表達水平較低，但其隨著胃癌的發(fā)生、發(fā)展、侵襲及浸潤性的增強而增強，尤其在TNM 3 ～4 期、分化程度降低并伴有淋巴結(jié)轉(zhuǎn)移和遠處血行轉(zhuǎn)移的胃癌中，Snail mRNA 過表達。綜上，轉(zhuǎn)錄因子Snail 與胃癌有密切關(guān)系，對Snail 家族作用機制的研究可能為胃癌治療提供新的思路。

腫瘤的發(fā)生、發(fā)展、侵襲和轉(zhuǎn)移是一個復(fù)雜的過程。盡管目前對于胃癌的治療已取得很大進步，但其侵襲和轉(zhuǎn)移仍然是當(dāng)今面臨的一個重要難題。如何早期發(fā)現(xiàn)并通過阻斷各種途徑的發(fā)展，從而取得有效治療，是急需解決的問題。我們可以通過更多的實驗研究促進胃癌進展轉(zhuǎn)移的機制，為臨床上胃癌分子治療提供新的理論依據(jù)及治療策略。從而提高胃癌患者的生存率，達到預(yù)防及治療胃癌，并防止其復(fù)發(fā)的目的。

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