分化型甲狀腺癌上皮間質(zhì)轉(zhuǎn)化相關(guān)信號(hào)通路的研究進(jìn)展

郭明月綜述 劉臻審校

上皮間質(zhì)轉(zhuǎn)化(epithelial-mesenchymal transformation，EMT)是一種驅(qū)動(dòng)上皮細(xì)胞進(jìn)入間質(zhì)狀態(tài)的細(xì)胞程序，可使腫瘤細(xì)胞獲得運(yùn)動(dòng)性、侵襲性和擴(kuò)散性[1]。EMT通過(guò)細(xì)胞表型轉(zhuǎn)換、分化來(lái)改變細(xì)胞黏附功能，從而影響腫瘤的異質(zhì)性、生長(zhǎng)、侵襲和轉(zhuǎn)移[2]。甲狀腺癌是目前最常見的內(nèi)分泌系統(tǒng)惡性腫瘤，其中乳頭狀甲狀腺癌(papillary thyroid carcinoma,PTC)和濾泡狀甲狀腺癌(follicular thyroid cancer，F(xiàn)TC)是最為常見的病理類型，二者稱為分化型甲狀腺癌[3]。盡管大部分分化型甲狀腺癌患者預(yù)后良好，但仍會(huì)有一部分患者發(fā)生轉(zhuǎn)移、復(fù)發(fā)，預(yù)后差。已有研究顯示，EMT在分化型甲狀腺癌的侵襲和轉(zhuǎn)移中起到重要作用，能夠觸發(fā)癌細(xì)胞從原發(fā)癌灶中解離，隨后癌細(xì)胞遷移并擴(kuò)散到遠(yuǎn)處[4]。因而，對(duì)于分化型甲狀腺癌的EMT及其相關(guān)信號(hào)通路的研究就顯得尤為重要，本文就分化型甲狀腺癌中EMT相關(guān)信號(hào)通路的研究進(jìn)展作一綜述。

1 EMT 的病理學(xué)特點(diǎn)

EMT在惡性腫瘤發(fā)生、進(jìn)展過(guò)程中被激活，使上皮細(xì)胞失去鵝卵石樣外觀的上皮表型，細(xì)胞排列的緊密連接、極性、細(xì)胞運(yùn)動(dòng)能力低等上皮細(xì)胞特點(diǎn)也逐漸消失，形狀變?yōu)樗笮位蚣忓N形，并且獲得運(yùn)動(dòng)性、侵襲性和抗凋亡性等間質(zhì)細(xì)胞的特性[3]。這些特性會(huì)使腫瘤細(xì)胞更易于在細(xì)胞外基質(zhì)中浸潤(rùn)，與周圍細(xì)胞分離，脫離原發(fā)腫瘤位置，穿過(guò)血管壁進(jìn)入血液循環(huán)中，轉(zhuǎn)移播散到遠(yuǎn)端器官。EMT是原發(fā)腫瘤中的局限性局灶性過(guò)程，可能在腫瘤細(xì)胞與微環(huán)境相互作用時(shí)發(fā)生。間質(zhì)細(xì)胞可更好地適應(yīng)細(xì)胞變形，對(duì)藥物更具抵抗力[3]。同時(shí)，在這個(gè)過(guò)程中，有許多信號(hào)通路參與了EMT的發(fā)生發(fā)展[5]。

2 分化型甲狀腺癌中EMT相關(guān)的信號(hào)通路

2.1 轉(zhuǎn)化生長(zhǎng)因子-β(TGF-β)/Smad信號(hào)通路 EMT能夠使腫瘤細(xì)胞脫離原發(fā)癌癥病灶并進(jìn)入血液循環(huán)中，使上皮細(xì)胞失去其頂端—基底極性、轉(zhuǎn)錄因子被激活、上皮細(xì)胞表面蛋白[上皮鈣黏連蛋白(E-cadherin)、神經(jīng)鈣黏連蛋白(N-cadherin)和波形蛋白(Vimentin)等]上調(diào)、細(xì)胞骨架蛋白重組、細(xì)胞外基質(zhì)酶增加、上皮細(xì)胞形狀由立方形變?yōu)槔w維細(xì)胞型，為腫瘤細(xì)胞的侵襲和轉(zhuǎn)移提供條件[6]。甲狀腺癌的轉(zhuǎn)移過(guò)程涉及很多分子和通路，是一個(gè)十分復(fù)雜的過(guò)程[7]。如TGF-β等轉(zhuǎn)錄因子觸發(fā)了EMT過(guò)程，并且導(dǎo)致了腫瘤細(xì)胞的遷移[8]。TGF-β是一種多功能的多肽類細(xì)胞因子，在目前大多數(shù)研究中被認(rèn)為是EMT的主要開關(guān)[9]。在惡性腫瘤形成過(guò)程中，TGF-β可促進(jìn)八聚體結(jié)合轉(zhuǎn)錄因子4(octamer binding transcription factor 4，OCT4)、N-cadherin、Vimentin、Slug及 Snail 等間質(zhì)細(xì)胞特異性指標(biāo)的表達(dá)上調(diào)，而E-cadherin、角蛋白(cytokeratin)等上皮細(xì)胞特異性指標(biāo)表達(dá)下調(diào)[10]。

在許多腫瘤的EMT過(guò)程均有TGF-β參與其中，因?yàn)門GF-β可促進(jìn)EMT的激活[11]，所以，被認(rèn)為是癌癥發(fā)生轉(zhuǎn)移的重要指標(biāo)之一，它通過(guò)很多信號(hào)通路來(lái)誘導(dǎo)EMT的發(fā)生。

有證據(jù)表明，TGF-β通過(guò)EMT涉及很多病理生理學(xué)過(guò)程，在這個(gè)過(guò)程中與其受體即Smad蛋白結(jié)合，調(diào)控TGF-β的信號(hào)傳遞，使之從細(xì)胞表面受體傳導(dǎo)進(jìn)入細(xì)胞核內(nèi)。TGF-β與TGF-βⅡ型受體結(jié)合后，再結(jié)合TGF-βⅠ型受體，TGF-βⅡ型受體使TGF-βⅠ型受體的甘氨酸、絲氨酸結(jié)構(gòu)域磷酸化，磷酸化的TGF-βⅠ型受體使受體調(diào)控型Smad(receptor-regulated Smad,R-Smad)蛋白磷酸化后與Smad4形成復(fù)合物，再次轉(zhuǎn)入細(xì)胞核內(nèi)，在細(xì)胞核內(nèi)調(diào)節(jié)EMT相關(guān)分子的表達(dá)，誘導(dǎo)EMT的發(fā)生，促進(jìn)腫瘤細(xì)胞轉(zhuǎn)移[12]。Smad家族蛋白與其他信號(hào)分子合作，如NF-κB、Wnt、整合素(integrin)、Notch，以及轉(zhuǎn)錄因子Snail、Slug、Twist等，在EMT的過(guò)程中發(fā)揮重要作用。這些因子都是上皮細(xì)胞中TGF-β誘導(dǎo)EMT的重要轉(zhuǎn)錄因子[13]。在PTC中，可以通過(guò)抑制TGF-β/Smad中的Smad3磷酸化，從而抑制PTC細(xì)胞的增殖[14]。沉默TPC-1細(xì)胞中的叉頭框Q1基因(forkhead box Q1,FOXQ1)后可逆轉(zhuǎn)細(xì)胞的EMT過(guò)程，并且FOXQ1基因可阻斷TGF促進(jìn)TPC-1細(xì)胞EMT的作用[15]。Eloy等[16]報(bào)道，在邊界不清的局部侵襲性PTC中TGF-β的表達(dá)增加，而且與EMT和淋巴結(jié)轉(zhuǎn)移相關(guān)。目前已經(jīng)發(fā)現(xiàn)許多TGF-β的抑制劑，大多都是作為TGF-β受體Ⅰ激酶抑制劑發(fā)揮作用，但是這類激酶抑制劑往往缺乏特異性。所以有研究以TGF-β受體Ⅱ?yàn)榘悬c(diǎn)，干擾TGF-β從而抑制細(xì)胞遷移,如CJJ300[17]。

2.2 磷脂酰肌醇-3-激酶(PI3K)/蛋白激酶 B(PKB/Akt)信號(hào)通路 Akt是PI3K/Akt信號(hào)通路中的關(guān)鍵分子，該通路由RAS基因突變激活。很多研究表明，PI3K/Akt通路的許多成分在癌癥患者中比其他任何通路更頻繁地成為擴(kuò)增、突變和移位的靶點(diǎn)，該通路的激活對(duì)于分化型甲狀腺癌的轉(zhuǎn)移也有著至關(guān)重要的作用。PI3K的激活會(huì)促進(jìn)PTC的侵襲和轉(zhuǎn)移[18]。Xu等[19]研究也表明，PI3K/Akt信號(hào)通路是PTC淋巴轉(zhuǎn)移過(guò)程中非常重要的通路，PI3K抑制劑能夠抑制PI3K和p-Akt蛋白的表達(dá)，抑制細(xì)胞增殖和轉(zhuǎn)移。miR-218過(guò)表達(dá)可通過(guò)PI3K/Akt通路的失活來(lái)抑制PTC細(xì)胞的EMT[20]。PI3K抑制劑LY294002可通過(guò)上調(diào)E-cadherin的表達(dá)和下調(diào)N-cadherin的表達(dá)來(lái)逆轉(zhuǎn)TPC-1細(xì)胞的EMT，從而抑制TPC-1細(xì)胞的增殖和侵襲[21]。

2.3 促分裂原活化的蛋白激酶(MAPK)/細(xì)胞外信號(hào)調(diào)節(jié)激酶(ERK)信號(hào)通路 MAPK/ERK信號(hào)通路參與調(diào)節(jié)PTC細(xì)胞的增殖和EMT[22]。ERK是有絲分裂原激活的蛋白激酶家族成員，是腫瘤生物學(xué)信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)的關(guān)鍵因子[23]。ERK激活會(huì)加速PTC細(xì)胞EMT的進(jìn)程并且影響PTC細(xì)胞的增殖、黏附、集落形成、遷移和侵襲能力[24]。Zhang等[25]研究發(fā)現(xiàn)，MAPK/ERK通路的激活及蛋白的磷酸化水平增加會(huì)驅(qū)動(dòng)PTC的轉(zhuǎn)移。有研究報(bào)道，轉(zhuǎn)錄因子TBX1通過(guò)抑制ERK和Akt的磷酸化發(fā)揮其抑癌作用，在PTC中因其啟動(dòng)子甲基化而表達(dá)下調(diào)，從而激活MAPK/ERK和PI3K/Akt信號(hào)通路，促進(jìn)EMT，并增強(qiáng)癌細(xì)胞的侵襲能力[26]。Chen等[27]研究顯示，MAPK信號(hào)通路抑制劑PLX4032可明顯降低PTC細(xì)胞中的E26轉(zhuǎn)化特異性相關(guān)轉(zhuǎn)錄因子-3[E26 transformation(ETS)-specific related transcription factor-3,ELF3]的蛋白水平，從而抑制PTC細(xì)胞的生長(zhǎng)、克隆、遷移和侵襲。

2.4 細(xì)胞核轉(zhuǎn)錄因子κB(NF-κB)信號(hào)通路 Lin等[28]研究報(bào)道，激活NF-κB信號(hào)通路促進(jìn)了PTC細(xì)胞系B-CPAP細(xì)胞的遷移、侵襲和EMT過(guò)程。NF-κB蛋白是先天性和獲得性免疫反應(yīng)的關(guān)鍵調(diào)節(jié)因子，可以加速細(xì)胞增殖，抑制細(xì)胞凋亡，促進(jìn)細(xì)胞遷移和侵襲，刺激腫瘤細(xì)胞的轉(zhuǎn)移[29]。NF-κB的激活通過(guò)2條主要的信號(hào)通路發(fā)生：經(jīng)典的和非經(jīng)典的NF-κB信號(hào)通路。經(jīng)典的NF-κB信號(hào)通路對(duì)不同免疫受體刺激做出反應(yīng)，導(dǎo)致NF-κB快速而短暫地激活。TGF-β活化激酶1(TAK1)激活進(jìn)而磷酸化I-κB家族，I-κB家族成員P105泛素化和蛋白酶體降解后，導(dǎo)致經(jīng)典的NF-κB釋放并進(jìn)入核中。而非經(jīng)典的NF-κB信號(hào)通路激活是由一個(gè)中心信號(hào)分子NF-κB誘導(dǎo)激酶(NF-κB-inducing kinase，NIK)誘導(dǎo)I-κB的家族分子P100磷酸化來(lái)實(shí)現(xiàn)的[30]。Gao等[31]的研究表明，F(xiàn)K506結(jié)合蛋白51(FKBP51)通過(guò)NF-κB依賴性EMT來(lái)促進(jìn)PTC的侵襲和轉(zhuǎn)移。NF-κB通路的抑制劑PDTC作用于K1細(xì)胞后，N-cadherin、β-連環(huán)蛋白(β-catenin)和基質(zhì)金屬蛋白酶9(MMP9)的表達(dá)均會(huì)降低，從而抑制K1細(xì)胞的侵襲遷移[32]。

2.5 Wnt/β-catenin信號(hào)通路 Wnt/β-catenin信號(hào)通路是調(diào)控細(xì)胞增殖、分化和腫瘤發(fā)生的重要信號(hào)通路，存在于多種癌癥類型中參與細(xì)胞的增殖、分化[33]。該通路是由一種分泌蛋白Wnt、跨膜受體Frizzled及復(fù)雜的細(xì)胞內(nèi)多種蛋白機(jī)制將信號(hào)由細(xì)胞表面?zhèn)髦良?xì)胞核內(nèi)，激活下游靶基因的轉(zhuǎn)錄[34]。有研究表明，Wnt/β-catenin信號(hào)通路可被DACT2、TRIM44等抑制從而抑制PTC的增殖、侵襲和EMT[35]。而另有研究表明，Wnt/β-catenin途徑可通過(guò)CircNEK6、IQGAP1等因子激活而促進(jìn)甲狀腺癌細(xì)胞的增殖、轉(zhuǎn)移和EMT[36]。小分子Wnt/β-catenin抑制劑CWP232291可誘導(dǎo)腫瘤細(xì)胞選擇性凋亡并調(diào)節(jié)Wnt/β-catenin途徑，抑制前列腺癌的進(jìn)展[37]。

3 結(jié) 語(yǔ)

EMT的標(biāo)志物Snail、E-cadherin等已經(jīng)被證實(shí)在分化型甲狀腺癌組織中的表達(dá)異常，其病理學(xué)改變對(duì)臨床診斷具有指導(dǎo)性意義。由此也證實(shí)了EMT在分化型甲狀腺癌的侵襲和轉(zhuǎn)移中起到至關(guān)重要的作用。甲狀腺癌細(xì)胞因EMT過(guò)程增加了細(xì)胞的遷移和運(yùn)動(dòng)能力，使原發(fā)腫瘤細(xì)胞脫離腫瘤原發(fā)灶，進(jìn)入周圍血管、淋巴系統(tǒng)，出現(xiàn)遠(yuǎn)端轉(zhuǎn)移。所以，EMT是癌癥轉(zhuǎn)移程序啟動(dòng)的重要過(guò)程。由于EMT在分化型甲狀腺癌轉(zhuǎn)移中的作用，未來(lái)的研究將通過(guò)更多的實(shí)驗(yàn)分析和驗(yàn)證、檢測(cè)相關(guān)信號(hào)通路及EMT相關(guān)分子的表達(dá)等來(lái)發(fā)現(xiàn)更多的EMT分子標(biāo)志物。這些分子標(biāo)志物的發(fā)現(xiàn)，將會(huì)對(duì)分化型甲狀腺癌的診斷、治療更有幫助。