轉(zhuǎn)錄因子KLF4與腫瘤EMT的分子機(jī)制研究進(jìn)展

任曉麗，陳麗君，宋 暉，劉海霞，陳必良

(第四軍醫(yī)大學(xué)西京醫(yī)院婦產(chǎn)科，陜西 西安 710032)

【婦幼綜合研究】

轉(zhuǎn)錄因子KLF4與腫瘤EMT的分子機(jī)制研究進(jìn)展

任曉麗，陳麗君，宋 暉，劉海霞，陳必良

(第四軍醫(yī)大學(xué)西京醫(yī)院婦產(chǎn)科，陜西 西安 710032)

上皮間質(zhì)轉(zhuǎn)化(EMT)是一種在胚胎發(fā)育和損傷修復(fù)過(guò)程中的生理性改變，其是腫瘤發(fā)生和發(fā)展過(guò)程中的一種常見(jiàn)現(xiàn)象，但作用及機(jī)制尚不完全清楚。目前已經(jīng)發(fā)現(xiàn)多個(gè)轉(zhuǎn)錄因子通過(guò)調(diào)控下游靶基因參與了EMT的發(fā)生過(guò)程，其中Krüppel樣因子4(KLF4)能夠活化上皮基因的表達(dá)，同時(shí)抑制間質(zhì)基因的表達(dá)，在EMT發(fā)生過(guò)程中發(fā)揮著關(guān)鍵作用，可能是腫瘤治療的新靶點(diǎn)。該文系統(tǒng)地總結(jié)了轉(zhuǎn)錄因子KLF4在腫瘤EMT發(fā)展過(guò)程中的作用及分子機(jī)制。

轉(zhuǎn)錄因子KLF4；腫瘤；上皮間質(zhì)轉(zhuǎn)化；分子機(jī)制

上皮間質(zhì)轉(zhuǎn)化(epithelial-to-mesenchymal transition，EMT)是一種在胚胎發(fā)育和損傷修復(fù)過(guò)程中的生理性改變，其為腫瘤發(fā)生和發(fā)展過(guò)程中的一種常見(jiàn)現(xiàn)象，因此，其關(guān)鍵調(diào)控機(jī)制成為目前腫瘤研究的熱點(diǎn)之一。目前已經(jīng)發(fā)現(xiàn)多個(gè)轉(zhuǎn)錄因子能夠通過(guò)轉(zhuǎn)錄調(diào)控下游靶基因，參與EMT的發(fā)生過(guò)程，包括Snail1、snail2、ZEB1、Twist等。新近研究發(fā)現(xiàn)，Krüppel樣因子4(Krüppel-like factor，KLF4)能夠活化上皮基因表達(dá)的同時(shí)抑制間質(zhì)基因的表達(dá)，調(diào)控EMT的發(fā)生[1-2]，并且有研究發(fā)現(xiàn)KLF4在多種腫瘤的EMT過(guò)程中發(fā)揮著關(guān)鍵調(diào)控作用[1]，但KLF4在腫瘤EMT中的具體作用仍少有總結(jié)?，F(xiàn)對(duì)KLF4在腫瘤EMT中的作用及其相關(guān)機(jī)制進(jìn)行綜述。

1上皮間質(zhì)轉(zhuǎn)化與腫瘤惡性表型

EMT在胚胎發(fā)育過(guò)程中對(duì)于組織形態(tài)的發(fā)生有著重要的作用，最早由發(fā)育生物學(xué)者Garry Greenburg與Elisabeth Hay提出。近年研究發(fā)現(xiàn)，在成年人組織中EMT與纖維化疾病及腫瘤進(jìn)展密切相關(guān)[3]。EMT包含一系列細(xì)胞學(xué)的改變，例如細(xì)胞間粘附的降低、細(xì)胞極性的喪失以及細(xì)胞基質(zhì)的增加。EMT的標(biāo)志性改變是上皮標(biāo)志性蛋白的喪失，同時(shí)伴隨著粘附鏈接蛋白的喪失，包括E-cadherin、β-catenin和p120 catenin等以及緊密連接蛋白ZO-1、occludin和claudins表達(dá)的減少和異常。

EMT是一個(gè)嚴(yán)密的可逆轉(zhuǎn)化過(guò)程，表現(xiàn)為排列良好緊密連接的上皮細(xì)胞轉(zhuǎn)變成為無(wú)序的間質(zhì)細(xì)胞。在這個(gè)過(guò)程中，緊密連接蛋白的表達(dá)減少或者位置異常能夠引起細(xì)胞緊密連接的破壞。與此類(lèi)似，由E-cadherin等組成的粘附連接復(fù)合體發(fā)生解體，伴隨著細(xì)胞頂?shù)讟O性的喪失和細(xì)胞骨架的重構(gòu)。此后細(xì)胞獲得紡錘狀的、成纖維細(xì)胞樣的間質(zhì)細(xì)胞形態(tài)，并表達(dá)間質(zhì)細(xì)胞的成分蛋白，包括N-cadherin、vimentin、fironectin等。通過(guò)誘導(dǎo)多種調(diào)節(jié)EMT因子的表達(dá)，轉(zhuǎn)化生長(zhǎng)因子-β(transforming growth factor-β，TGF-β)在EMT的發(fā)生過(guò)程中發(fā)揮著調(diào)控作用。受到TGF-β調(diào)控的因子包括Snail and Slug。除了這些轉(zhuǎn)錄調(diào)節(jié)機(jī)制，TGF-β-smad2的過(guò)度活化能夠抑制一些重要的上皮標(biāo)志基因如E-cadherin等，從而促進(jìn)EMT的發(fā)生和建立。

Mjaatvedt等于1989年提出EMT與腫瘤細(xì)胞的增殖、侵襲和浸潤(rùn)密切相關(guān)。EMT在實(shí)體瘤的侵襲前緣表現(xiàn)為上皮細(xì)胞標(biāo)志的喪失和間質(zhì)細(xì)胞標(biāo)志的獲得，并在腫瘤的發(fā)生過(guò)程中發(fā)揮關(guān)鍵作用。獲得間質(zhì)特征的細(xì)胞能夠從原位癌中游離出來(lái)并進(jìn)一步侵入臨近組織，進(jìn)入循環(huán)系統(tǒng)以及向遠(yuǎn)端器官定植。EMT過(guò)程伴隨著上皮細(xì)胞喪失細(xì)胞間連接和頂?shù)讟O性，細(xì)胞骨架的重建和成纖維細(xì)胞表型的形成，并能夠影響一系列的相關(guān)基因。通過(guò)抑制細(xì)胞連接復(fù)合物中E-cadherin、ZO-1、claudin-1等的表達(dá)，細(xì)胞失去細(xì)胞間的連接并相互分離。通過(guò)促進(jìn)間質(zhì)分子N-cadherin、vimentin、α-SMA以及細(xì)胞外基質(zhì)collagens Ⅰ、Ⅱ的表達(dá)，細(xì)胞遷移能力增強(qiáng)并能夠侵入細(xì)胞外基質(zhì)[4]。

在EMT過(guò)程中，E-cadherin的表達(dá)受到多種轉(zhuǎn)錄因子的抑制，包括鋅指結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)錄因子中的E結(jié)合鋅指蛋白(zinc finger E-box-binding protein，ZEB)、snail和Twist等。這些轉(zhuǎn)錄因子是TGF-β、Wnt/β-catenin、Notch、成纖維細(xì)胞生長(zhǎng)因子(fibroblast growth factor，F(xiàn)GF)、表皮細(xì)胞生長(zhǎng)因子(epidermal growth factor，EGF)等信號(hào)通路的下游蛋白。E-cadherin的喪失能夠?qū)⑽挥诎麅?nèi)與其相連的β-catenin釋放至胞漿，并進(jìn)一步進(jìn)入細(xì)胞核調(diào)控一系列基因的表達(dá)，促進(jìn)腫瘤的進(jìn)展。因此，深入研究這些上游轉(zhuǎn)錄因子在腫瘤EMT過(guò)程中的作用及其機(jī)制對(duì)腫瘤治療具有重要意義。

2對(duì)轉(zhuǎn)化生長(zhǎng)因子β的概述

TGF-β屬于一個(gè)由超過(guò)40個(gè)分泌因子組成的超家族，包括TGF-β，bone morphogenetic proteins(BMPs)、myostatin等。這些多功能的細(xì)胞因子控制多種細(xì)胞功能，包括增殖、凋亡、干細(xì)胞維持、細(xì)胞分化、遷移以及免疫系統(tǒng)的調(diào)節(jié)。TGF-β分子最初產(chǎn)生時(shí)是無(wú)活性的TGF-β形式，由TGF-β和latency associated proteins(LAPs)結(jié)合組成。

TGF-β可以通過(guò)多種途徑得到激活。第一種，在thrombospondin-1(TSP-1)的誘導(dǎo)下，LAPs可發(fā)生形式上的改變，并進(jìn)一步在蛋白酶介導(dǎo)下發(fā)生剪切；第二種，在外傷或炎癥條件下，αVβ6整聯(lián)蛋白表達(dá)上調(diào)，與TGF-β結(jié)合并活化后者；第三種，當(dāng)局部微環(huán)境中的pH降低或者放射誘導(dǎo)活性氧產(chǎn)生時(shí)，TGF-β也能夠被活化；另外，肌纖維在基底部的機(jī)械壓縮也能夠活化TGF-β。以上4種機(jī)制最終都能夠引起具有活性的TGF-β的釋放，并與TGF-β受體結(jié)合而引起下游信號(hào)通路的激活。

2.1轉(zhuǎn)化生長(zhǎng)因子β的雙向作用

TGF-β最初被認(rèn)為是能夠引起成纖維細(xì)胞增殖和轉(zhuǎn)化的細(xì)胞因子。一種已經(jīng)得到廣泛認(rèn)可的觀點(diǎn)為T(mén)GF-β在腫瘤的發(fā)生和進(jìn)展中發(fā)揮著基礎(chǔ)性的作用。1994年Sporn等的研究表明，TGF-β在腫瘤的增值和轉(zhuǎn)化過(guò)程中可能有正反兩方面的作用。在起始階段，TGF-β對(duì)正常和發(fā)生惡化前的上皮細(xì)胞增殖具有抑制作用；然而隨著腫瘤細(xì)胞的發(fā)展，TGF-β在腫瘤細(xì)胞局部分泌增多，并開(kāi)始促進(jìn)腫瘤細(xì)胞的形態(tài)轉(zhuǎn)變。同時(shí)TGF-β的功能與組織的類(lèi)型和遺傳背景關(guān)系密切。在正常的上皮細(xì)胞中，TGF-β抑制細(xì)胞的增殖。Pera等最早于1984年在小鼠上皮中發(fā)現(xiàn)過(guò)表達(dá)TGF-β可以抑制角質(zhì)細(xì)胞的增殖，并且在小鼠受到致癌因子刺激后，可以減少上皮腫瘤發(fā)生和異常增生發(fā)生的可能。相反，當(dāng)TGF-β受體活性受到抑制后，則能夠促進(jìn)上皮細(xì)胞的異常增生。以上結(jié)果提示TGF-β是一種腫瘤抑制因子。

2.2轉(zhuǎn)化生長(zhǎng)因子β和上皮間質(zhì)轉(zhuǎn)化的信號(hào)通路

在對(duì)哺乳類(lèi)動(dòng)物上皮細(xì)胞的早期研究中TGF-β包括NmuMG細(xì)胞和EpRas細(xì)胞。TGF-β可以誘發(fā)幾乎所有的EMT標(biāo)志性改變，比如細(xì)胞粘附連接和緊密連接的喪失、細(xì)胞骨架的適應(yīng)性改變、紡錘狀形態(tài)的出現(xiàn)和細(xì)胞運(yùn)動(dòng)性的增強(qiáng)。當(dāng)把EMT理解為在單一細(xì)胞因子TGF-β作用下細(xì)胞分化的一種過(guò)程時(shí)，EMT將更好理解和分類(lèi)。在這種假設(shè)的情況下，TGF-β誘導(dǎo)其他生長(zhǎng)因子、細(xì)胞因子和趨化因子的產(chǎn)生和分泌。因此，這些因素共同作用參與了EMT的建立和腫瘤細(xì)胞的侵襲浸潤(rùn)。

作為誘導(dǎo)EMT的一個(gè)典型的因子，TGF-β通過(guò)信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)分子SMAD和非SMAD兩條信號(hào)路徑重建細(xì)胞骨架和胞外基質(zhì)，并最終調(diào)控控釋細(xì)胞活動(dòng)和侵襲的基因[5]。SMAD蛋白在TGF-β誘導(dǎo)EMT過(guò)程中發(fā)揮重要作用，通過(guò)抑制smad2、smad3、smad4和過(guò)表達(dá)smad7能夠阻斷NmuMG細(xì)胞的EMT過(guò)程[6]。另外，TGF-β也能夠直接調(diào)控大部分的EMT轉(zhuǎn)錄因子(EMT-TFs，EMT transcription factors)。TGF-β通過(guò)smad信號(hào)上調(diào)HMGA2(high mobility group A2)啟動(dòng)細(xì)胞的EMT，同時(shí)Thuault等于2006年在相關(guān)的體內(nèi)實(shí)驗(yàn)中也證實(shí)HMGA2的過(guò)表達(dá)能夠引起細(xì)胞侵襲。TGF-β和HMGA2的另一個(gè)作用對(duì)象是Snail1。Smad和snail聯(lián)合作用則能夠抑制E-cadherin和adenovirus receptor(CAR)的表達(dá)。

通過(guò)非經(jīng)典信號(hào)路徑TGF-β也可以誘導(dǎo)EMT的發(fā)生。TGF-β通過(guò)活化MAPK/PI3K路徑調(diào)節(jié)細(xì)胞骨架的重組、細(xì)胞的遷移和侵襲，而這些正是EMT的特征性變化。同時(shí)，TGF-β還能夠通過(guò)ERK/MAPK and p38 MAPK路徑促進(jìn)乳腺癌細(xì)胞的增殖和侵襲。TGF-β也能夠上調(diào)Sox4的表達(dá)，從而在EMT過(guò)程中調(diào)節(jié)一組間質(zhì)基因。同時(shí)，Sox4能再次活化經(jīng)典TGF-β信號(hào)構(gòu)成一個(gè)反饋路徑，使細(xì)胞保持EMT狀態(tài)[7]。在EMT過(guò)程中，TGF-β能夠活化TβRII，而TβRII通過(guò)磷酸化極性復(fù)合體蛋白Par6募集Smurf1泛素連接酶，后者促進(jìn)RhoA降解并松解細(xì)胞骨架網(wǎng)絡(luò)，從而溶解緊密連接，最終破壞細(xì)胞極性，導(dǎo)致EMT發(fā)生。

3對(duì)Krüppel樣因子4的概述

Krüppel樣因子C端具有3個(gè)鋅指狀結(jié)構(gòu)域，N端有轉(zhuǎn)錄活化結(jié)構(gòu)域。KLFs通過(guò)與啟動(dòng)子結(jié)合能夠調(diào)節(jié)一系列基因的表達(dá)，并影響細(xì)胞增殖、分化等多種細(xì)胞生物學(xué)過(guò)程。到目前為止，在人體中已有17種KLFs得到確認(rèn)，其中KLF4最初也稱(chēng)為gut-enriched Krüppel-like factor。KLF4含有5個(gè)外顯子，其cDNA編碼一個(gè)包含有470個(gè)氨基酸的蛋白質(zhì)。在KLF4中有多種結(jié)構(gòu)域，包括轉(zhuǎn)錄活化和抑制結(jié)構(gòu)域、DNA結(jié)合結(jié)構(gòu)域等。由于同時(shí)具有轉(zhuǎn)錄活化和抑制兩種結(jié)構(gòu)域，KLF4既能活化也能抑制其下游的調(diào)控靶基因。最近的研究發(fā)現(xiàn)，KLF4在多種消化道癌癥中的表達(dá)呈下調(diào)趨勢(shì)，并且通過(guò)調(diào)控其靶基因，其在消化道腫瘤細(xì)胞的發(fā)生、增殖、分化等過(guò)程中發(fā)揮重要作用[8]。

3.1 Krüppel樣因子4在上皮間質(zhì)轉(zhuǎn)化中的作用

EMT的發(fā)生過(guò)程中有大量的轉(zhuǎn)錄因子參與，包括Snail1、snail2、ZEB1、Twist等，而KLF4在EMT過(guò)程中則能夠活化上皮基因的表達(dá)，同時(shí)抑制間質(zhì)基因的表達(dá)[1，9-10]。在肝細(xì)胞癌中，過(guò)表達(dá)KLF4能夠抑制其間質(zhì)特征并促使細(xì)胞表現(xiàn)出更多的上皮特征，同時(shí)抑制其遷移和侵襲、增殖及肺轉(zhuǎn)移等。進(jìn)一步的研究證實(shí)，KLF4能夠結(jié)合于Slug啟動(dòng)子上并抑制其活性，而Slug的表達(dá)能夠部分逆轉(zhuǎn)KLF4引起的細(xì)胞表現(xiàn)改變[9]。在小鼠乳腺癌模型中，KLF4通過(guò)減少Snail的表達(dá)抑制EMT，而snail是介導(dǎo)EMT的重要轉(zhuǎn)錄因子[9]。KLF4在E-cadherin啟動(dòng)子上的結(jié)合位點(diǎn)與ZEB2的有重合，兩者對(duì)E-cadherin啟動(dòng)子的的活性發(fā)揮著相反的影響[1]。隨著研究的深入，目前已發(fā)現(xiàn)KLF4對(duì)EMT過(guò)程中的許多關(guān)鍵性的分子都具有轉(zhuǎn)錄調(diào)控作用，包括E-cadherin、N-cadherin、vimentin、β-catenin等[10]。

3.2 Krüppel樣因子4在腫瘤發(fā)生中的作用

KLF4作為一個(gè)轉(zhuǎn)錄因子在多種腫瘤的發(fā)生發(fā)展過(guò)程中發(fā)揮著腫瘤抑制因子的作用[13]。在腫瘤的早期發(fā)生過(guò)程中，KLF4的表達(dá)即表現(xiàn)出下調(diào)的現(xiàn)象。隨著腫瘤形成并進(jìn)入進(jìn)展期，KLF4的表達(dá)呈現(xiàn)出逐漸降低的趨勢(shì)。針對(duì)胃癌的研究發(fā)現(xiàn)，KLF4隨著腫瘤從Ⅰ期發(fā)展到Ⅳ期，其表達(dá)有明顯的漸進(jìn)性消失的趨勢(shì)[2]。同樣，在人胃癌細(xì)胞系中，KLF4無(wú)論在mRNA水平還是蛋白水平都表現(xiàn)出表達(dá)減少的現(xiàn)象。與周?chē)ｐつぶ械谋磉_(dá)相比，KLF4在腸癌中的表達(dá)也有明顯的降低。Wei等于2006年在對(duì)腸癌組織的研究中發(fā)現(xiàn)，與正常組織相比KLF4的表達(dá)降低甚至消失。Patel等于2010年在基礎(chǔ)研究中同樣發(fā)現(xiàn)，過(guò)表達(dá)KLF4能夠降低癌細(xì)胞克隆形成，抑制細(xì)胞遷移和侵襲。作為一種腫瘤抑制因子KLF4能夠抑制FOXM1的轉(zhuǎn)錄，而后者作為致癌因子對(duì)腫瘤的發(fā)生和進(jìn)展有重要影響。Katz等于2005年通過(guò)基因技術(shù)獲得了KLF4突變的小鼠模型，發(fā)現(xiàn)小鼠胃上皮增殖明顯，并出現(xiàn)了異常分化[11]。

3.3 Krüppel樣因子4在增殖和分化中的作用

KLF4對(duì)腫瘤發(fā)生的影響主要是通過(guò)抑制細(xì)胞周期、促進(jìn)細(xì)胞凋亡以及抑制增殖實(shí)現(xiàn)的。食管癌細(xì)胞中KLF4表達(dá)的減少能夠使細(xì)胞增殖活躍并降低細(xì)胞的粘附能力。同時(shí)，過(guò)表達(dá)KLF4則能夠促進(jìn)食管癌細(xì)胞中DNA的修復(fù)并抑制其增殖，促進(jìn)其凋亡。KLF4也能夠調(diào)控細(xì)胞周期。過(guò)表達(dá)KLF4的細(xì)胞會(huì)停留在G1期和S期的交界。CDKs(cyclin-dependent kinases)作為一種調(diào)節(jié)細(xì)胞周期的激酶，其自身活性受到KLF4的調(diào)控。KLF4也能夠促進(jìn)p21等CDKs抑制因子的表達(dá)并抑制DNA的合成。除了促進(jìn)上述因子的表達(dá)，KLF4也抑制一些促進(jìn)細(xì)胞周期調(diào)節(jié)因子的表達(dá)。通過(guò)競(jìng)爭(zhēng)性結(jié)合于細(xì)胞周期蛋白D1的啟動(dòng)子，KLF4可以抑制其在mRNA和蛋白水平的表達(dá)。與此同時(shí)，KLF4在頭頸部鱗狀細(xì)胞癌、乳腺癌等腫瘤中能夠促進(jìn)腫瘤發(fā)育及進(jìn)展，從而扮演致癌基因的角色。KLF4在腫瘤細(xì)胞中功能的發(fā)揮受到腫瘤類(lèi)型以及腫瘤微環(huán)境等多種因素的影響。

KLF4在終末分化的表皮層中表達(dá)明顯。Segre等于1999年研究發(fā)現(xiàn)當(dāng)KLF4表達(dá)缺失時(shí)，小鼠表皮的晚期分化會(huì)遭到破壞，進(jìn)而使得皮膚屏障功能喪失，從而使得新生小鼠迅速死亡。在消化道癌癥中，KLF4起著促進(jìn)癌細(xì)胞分化的作用。在食道癌中，過(guò)表達(dá)KLF4能夠通過(guò)促進(jìn)鱗狀上皮細(xì)胞分化相關(guān)基因SPRR1A(small proline-rich protein 1A)等的表達(dá)誘發(fā)細(xì)胞的分化。在癌干細(xì)胞中，KLF4僅在球形細(xì)胞中過(guò)表達(dá)，并且敲低其表達(dá)能夠明顯地減少癌干細(xì)胞的標(biāo)志分子、降低其藥物抵抗以及遷移等[12]。

3.4 Krüppel樣因子4在notch、wnt信號(hào)中的作用

Notch信號(hào)在細(xì)胞產(chǎn)生、增殖及分化過(guò)程中發(fā)揮重要作用，同時(shí)在很多種腫瘤的形成及發(fā)展過(guò)程中扮演重要角色。在notch信號(hào)活化的經(jīng)典路徑中，首先是notch蛋白殘基和受體的交聯(lián)，然后蛋白水解并且notch細(xì)胞內(nèi)結(jié)構(gòu)域轉(zhuǎn)移入細(xì)胞核。在細(xì)胞核中，notch與DNA結(jié)合蛋白協(xié)同調(diào)控目的基因的轉(zhuǎn)錄表達(dá)。近來(lái)的研究發(fā)現(xiàn)，notch信號(hào)路徑在生理及病理?xiàng)l件下都參與EMT的發(fā)生[13]，并且KLF4與notch之間的關(guān)系可能與KLF4在EMT中的作用有關(guān)。在小腸的發(fā)育過(guò)程中，notch信號(hào)調(diào)節(jié)高柱狀細(xì)胞分化可能是通過(guò)KLF4實(shí)現(xiàn)的，因?yàn)镵LF4能夠抑制小腸細(xì)胞的增殖及腸上皮細(xì)胞的終末分化[14]。在角質(zhì)形成細(xì)胞中，KLF4結(jié)合至notch1的啟動(dòng)子上抑制其轉(zhuǎn)錄表達(dá)，從而下調(diào)notch1基因抑制腫瘤的發(fā)生[15]。KLF4在超過(guò)70%的乳腺癌細(xì)胞中表達(dá)，發(fā)揮致癌基因的功能并有助于維持乳腺癌干細(xì)胞。下調(diào)KLF4的表達(dá)能夠抑制乳腺癌細(xì)胞的遷移和侵襲。2009年Liu等更進(jìn)一步的研究證實(shí)，notch信號(hào)在KLF4介導(dǎo)的細(xì)胞遷移和侵襲中發(fā)揮關(guān)鍵作用。KLF4能夠直接結(jié)合于notch1的啟動(dòng)子上，并且在癌細(xì)胞中抑制KLF4的表達(dá)能夠引起notch1的表達(dá)減少。另一方面，在腸癌細(xì)胞中過(guò)表達(dá)notch則能夠降低KLF4的表達(dá)水平，抑制其活性并促進(jìn)細(xì)胞增殖。因此，KLF4與notch也能夠相互影響，并最終影響到KLF4在EMT中的作用。

參與調(diào)控癌細(xì)胞過(guò)程一個(gè)重要的信號(hào)通路是經(jīng)典wnt/β-catenin信號(hào)路徑。在癌癥發(fā)生過(guò)程中，活化的wnt信號(hào)能夠促進(jìn)β-catenin的核轉(zhuǎn)移，并引起與腫瘤侵襲轉(zhuǎn)移有關(guān)的基因表達(dá)。目前，有研究證實(shí)wnt/β-catenin信號(hào)路徑參與了癌細(xì)胞的EMT過(guò)程[16]，并且與KLF4信號(hào)有關(guān)聯(lián)。在許多正常細(xì)胞和癌細(xì)胞中，KLF4能夠激活β-catenin與啟動(dòng)子的結(jié)合。當(dāng)直腸癌中的腫瘤抑制因子APC(adenomatous polyposis coli)發(fā)生突變失活時(shí)，wnt信號(hào)會(huì)因?yàn)棣?catenin的聚集而持續(xù)升高。在腸癌細(xì)胞系中，APC通過(guò)活化KLF4啟動(dòng)子能夠調(diào)節(jié)KLF4的表達(dá)。過(guò)表達(dá)KLF4能夠降低β-catenin的蛋白和mRNA水平，同時(shí)下調(diào)KLF4的表達(dá)則促進(jìn)β-catenin的聚集。以上結(jié)果表明KLF4可能是通過(guò)APC/β-catenin信號(hào)發(fā)揮抑制作用。另外，Zhang等在2006年還有研究發(fā)現(xiàn)，在保證正常小腸細(xì)胞內(nèi)環(huán)境穩(wěn)定的過(guò)程和直腸癌發(fā)生的過(guò)程中，KLF4與β-catenin的交互影響都發(fā)揮著關(guān)鍵作用。因此，KLF4與wnt信號(hào)的作用可能也參與EMT的發(fā)生。

3.5 Krüppel樣因子4與轉(zhuǎn)化生長(zhǎng)因子β之間的聯(lián)系

目前一個(gè)公認(rèn)的觀點(diǎn)是TGF-β在腫瘤發(fā)生發(fā)展過(guò)程中具有雙重作用。在起始階段，它抑制細(xì)胞增殖，促進(jìn)凋亡，從而抑制腫瘤形成，但是在腫瘤發(fā)展的后期，TGF-β呈現(xiàn)為一種過(guò)表達(dá)的狀態(tài)，并通過(guò)誘導(dǎo)EMT促進(jìn)腫瘤的發(fā)展。有研究表明，KLF4能夠影響TGF-β引起的EMT，并且減少KLF4的表達(dá)能夠加快TGF-β誘發(fā)EMT的過(guò)程。在TGF-β誘導(dǎo)的前列腺癌EMT模型中，Slug是調(diào)控EMT起始的關(guān)鍵調(diào)控分子，而TGF-β誘導(dǎo)的KLF4的表達(dá)降低是此過(guò)程進(jìn)行的必要條件[17]。受到TGF-β刺激后，KLF4的表達(dá)水平通過(guò)泛素蛋白酶系統(tǒng)(ubiquitin-proteasome system，UPS)發(fā)生降解[18]。在血管平滑肌細(xì)胞的分化過(guò)程中，KLF4通過(guò)活化Smad2/3和p38MAPK路徑傳遞TGF-β信號(hào)，同時(shí)它也可以直接結(jié)合于TGF-β啟動(dòng)子上調(diào)控smad信號(hào)。

綜上所述，KLF4在腫瘤EMT過(guò)程中發(fā)揮關(guān)鍵作用，其與TGF-β信號(hào)之間有密切的交叉反應(yīng)，可能通過(guò)與TGF-β信號(hào)協(xié)同作用影響腫瘤細(xì)胞EMT過(guò)程，但其具體機(jī)制仍需要進(jìn)一步研究。

[1]Tiwari N, Meyer-Schaller N, Arnold P,etal.Klf4 is a transcriptional regulator of genes critical for EMT, including Jnk1(Mapk8)[J].PLoS One,2013,8(2):e57329.

[2]Koopmansch B, Berx G, Foidart J M,etal.Interplay between KLF4 and ZEB2/SIP1 in the regulation of E-cadherin expression[J].Biochem Biophys Res Commun,2013,431(4):652-657.

[3]Kong D, Li Y, Wang Z,etal.Cancer stem cells and epithelial-to-mesenchymal Transition(EMT)-phenotypic cells:are they cousins or twins？[J].Cancers(Basel),2011,3(1):716-729.

[4]Colas E, Pedrola N, Devis L,etal.The EMT signaling pathways in endometrial carcinoma[J].Clin Transl Oncol,2012,14(10):715-720.

[5]Moustakas A,Heldin C H.Induction of epithelial-mesenchymal transition by transforming growth factor β[J].Semin Cancer Biol,2012,22(5-6):446-454.

[6]Hneino M, Francois A, Buard V,etal.The TGF-β/Smad repressor TG-interacting factor 1 (TGIF1) plays a role in radiation-induced intestinal injury independently of a Smad signaling pathway[J].PLoS One,2012,7(5):e35672.

[7]Zhang J, Liang Q, Lei Y,etal.SOX4 induces epithelial-mesenchymal transition and contributes to breast cancer progression[J].Cancer Res,2012,72(17):4597-4608.

[8]Zhang N, Zhang J, Wang Z W,etal.Altered expression of Krüppel-like factor 4 and β-catenin in human gastric cancer[J].Oncol Lett,2012,3(5):1017-1022.

[9]Yori J L, Seachrist D D, Johnson E,etal.Krüppel-like factor 4 inhibits tumorigenic progression and metastasis in a mouse model of breast cancer[J].Neoplasia,2011,13(7):601-610.

[10]Lin Z S, Chu H C, Yen Y C,etal.Krüppel-like factor 4, a tumor suppressor in hepatocellular carcinoma cells reverts epithelial mesenchymal transition by suppressing slug expression[J].PLoS One,2012,7(8):e43593.

[11]Koo C Y, Muir K W, Lam E W.FOXM1:from cancer initiation to progression and treatment[J].Biochim Biophys Acta,2012,1819(1):28-37.

[12]Leng Z, Tao K, Xia Q,etal.Krüppel-like factor 4 acts as an oncogene in colon cancer stem cell-enriched spheroid cells[J].PLoS One,2013,8(2):e56082.

[13]Wang Z, Li Y, Kong D,etal.The role of Notch signaling pathway in epithelial-mesenchymal transition(EMT) during development and tumor aggressiveness[J].Curr Drug Targets,2010,11(6):745-751.

[14]Li I C, Chan C T, Lu Y F,etal.Zebrafish krüppel-like factor 4a represses intestinal cell proliferation and promotes differentiation of intestinal cell lineages[J].PLoS One,2011,6(6):e20974.

[15]Lambertini C, Pantano S, Dotto G P.Differential control of Notch1 gene transcription by Klf4 and Sp3 transcription factors in normal versus cancer-derived keratinocytes[J].PLoS One,2010,5(4):e10369.

[16]Sarkar F H, Li Y, Wang Z,etal.The role of nutraceuticals in the regulation of Wnt and Hedgehog signaling in cancer[J].Cancer Metastasis Rev,2010,29(3):383-394.

[17]Liu Y N, Abou-Kheir W, Yin J J,etal.Critical and reciprocal regulation of KLF4 and SLUG in transforming growth factor β-initiated prostate cancer epithelial-mesenchymal transition[J].Mol Cell Biol,2012,32(5):941-953.

[18]Hu D, Wan Y.Regulation of Krüppel-like factor 4 by the anaphase promoting complex pathway is involved in TGF-beta signaling[J].J Biol Chem,2011,286(9):6890-6901.

[專(zhuān)業(yè)責(zé)任編輯：安瑞芳]

Research progress of molecular mechanism of transcription factor KLF4 and epithelial mesenchymal transition

REN Xiao-li; CHEN Li-jun; SONG Hui; LIU Hai-xia; CHEN Bi-liang

(Department of Obstetrics and Gynecology, Xijing Hospital, The Fourth Military Medical University, Shaanxi Xi’an 710032, China)

Epithelial-to-mesenchymal transition (EMT) is a physiological change during embryonic development and injury repair process, and it is a common phenomenon in the process of occurrence and development of tumors. But its role and mechanism are still unclear. Currently, it has been found that several transcription factors are involved in EMT process through the regulation of downstream target genes. Among them, Krüppel like factor 4 (KLF4) can active the epithelial gene expression while inhibit stromal gene expression, which plays a key role in EMT genesis and may be the new target for tumor therapy. The aim of this review was to systematically summarize the role and molecular mechanism of transcription factor KLF4 in the development of EMT in tumor.

transcription factor KLF4; tumor; epithelial-to-mesenchymal transition (EMT); molecular mechanism

2016-05-26

國(guó)家自然科學(xué)基金資助項(xiàng)目(項(xiàng)目編號(hào)：81301921)；陜西省自然科學(xué)基金資助項(xiàng)目(項(xiàng)目編號(hào)：2013JM4023)

任曉麗(1983-)，女，主治醫(yī)師，在讀碩士研究生，主要從事宮頸癌的研究。

陳必良，教授/博士生導(dǎo)師/主任醫(yī)師；宋 暉，副教授/副主任醫(yī)師。

10.3969/j.issn.1673-5293.2016.11.045

R730.26

A

1673-5293(2016)11-1426-04