上皮間質(zhì)轉(zhuǎn)化現(xiàn)象對瘢痕疙瘩臨床治療的意義

張明子 王曉軍

·述評·

上皮間質(zhì)轉(zhuǎn)化現(xiàn)象對瘢痕疙瘩臨床治療的意義

張明子 王曉軍

瘢痕疙瘩是一種過度生長的、致密的纖維組織，常常超過傷口范圍生長，并且凸出于周圍正常的皮膚。上皮間質(zhì)轉(zhuǎn)化的過程是指上皮細(xì)胞喪失細(xì)胞極性和細(xì)胞間的連接，由成熟的上皮來源細(xì)胞轉(zhuǎn)變?yōu)槌墒斓拈g質(zhì)細(xì)胞的現(xiàn)象，上皮間質(zhì)轉(zhuǎn)化現(xiàn)象對瘢痕疙瘩的治療具有一定的臨床意義。

上皮間質(zhì)轉(zhuǎn)化瘢痕疙瘩治療

瘢痕疙瘩以膠原蛋白的合成顯著增加和排列紊亂為病理特征，在臨床表現(xiàn)上與腫瘤有很多相似之處，如凸出于皮膚表面的增生、進行性的侵襲未受損真皮、與正常周圍皮膚無明確界限、不隨時間消減，以及保持術(shù)后相當(dāng)高的復(fù)發(fā)率等[1]。類似腫瘤具有一定的遺傳性和家族性的特征，瘢痕疙瘩也具有一定的遺傳傾向，瘢痕體質(zhì)者具有一定的家族聚集性，符合常染色體顯性遺傳[2]。腫瘤和瘢痕疙瘩都以細(xì)胞增生為特點，可能都是癌基因和抑癌基因異常表達(dá)的結(jié)果[3-9]。瘢痕疙瘩組織中最主要的細(xì)胞成分是成纖維細(xì)胞，但是其來源尚無定論。目前，對于成纖維細(xì)胞的來源有3個假說：①組織學(xué)上最為直觀的發(fā)現(xiàn)，即在一系列因素作用下，傷口原位的成纖維細(xì)胞直接參與增殖的分化；②成纖維細(xì)胞來源于骨髓祖細(xì)胞的分化；③最新的觀點認(rèn)為，通過上皮間質(zhì)轉(zhuǎn)化（Epithelium-to-mesenchymal transition，EMT），角化上皮細(xì)胞轉(zhuǎn)變?yōu)槌衫w維細(xì)胞。

1 上皮間質(zhì)轉(zhuǎn)化現(xiàn)象

EMT是指上皮細(xì)胞喪失細(xì)胞極性和細(xì)胞間的連接，由成熟的上皮來源細(xì)胞轉(zhuǎn)變?yōu)槌墒斓拈g質(zhì)細(xì)胞的現(xiàn)象。通過該過程，上皮細(xì)胞獲得了遷移和侵襲的生物學(xué)能力，并能轉(zhuǎn)化為間質(zhì)細(xì)胞。EMT在胚胎發(fā)育早期就起到了十分重要的作用，例如中胚層的形成和神經(jīng)管的發(fā)育等。而病理狀態(tài)下，組織器官的纖維化、傷口的愈合，以及腫瘤的轉(zhuǎn)移機制中，都有EMT現(xiàn)象的參與。EMT過程較為復(fù)雜，首先是細(xì)胞連接的解除、E-cadherin蛋白等黏附分子表達(dá)下調(diào)、細(xì)胞頂部和基底部的極性消失，從而與周圍的細(xì)胞接觸減少，增加了細(xì)胞的遷移能力。

EMT受到多種細(xì)胞因子的調(diào)節(jié)，其中HIF-1α（Hypoxiainducible Factor-1α）被認(rèn)為是導(dǎo)致EMT的主要因子[10]。研究表明，HIF-1α在體外可誘導(dǎo)腎小管上皮細(xì)胞向成纖維細(xì)胞轉(zhuǎn)化，并在賴氨酰氧化酶基因上調(diào)的誘導(dǎo)下發(fā)生上皮細(xì)胞的遷移，而沉默HIF-1α基因后，這種轉(zhuǎn)化現(xiàn)象得以逆轉(zhuǎn)[11]。另有研究通過檢查重組質(zhì)粒pcDNA3.1(-)/HIF-1α轉(zhuǎn)染的前列腺上皮細(xì)胞系，發(fā)現(xiàn)實驗組細(xì)胞成功表達(dá)波動蛋白等上皮間質(zhì)轉(zhuǎn)化的標(biāo)志物，且轉(zhuǎn)化后的上皮細(xì)胞侵襲能力顯著提升[12]。動物實驗表明，給予HIF-1α抑制劑可減少腎小球細(xì)胞外基質(zhì)的合成[13]。

瘢痕疙瘩屬于良性的皮膚腫瘤，但具有惡性腫瘤浸潤性生長的特性。在針對瘢痕疙瘩EMT現(xiàn)象的研究中，通過EMT標(biāo)志物的免疫組化定性研究發(fā)現(xiàn)，瘢痕疙瘩組織中間質(zhì)成分標(biāo)志物Vimentin和Fibronectin表達(dá)升高，而上皮標(biāo)志物E-cadherin表達(dá)降低；通過對HIF-1α的表達(dá)分布進行分析發(fā)現(xiàn)，HIF-1α在基底膜區(qū)域呈高表達(dá)分布，與檢測到的間質(zhì)成分標(biāo)志物在空間分布上一致；在細(xì)胞實驗中發(fā)現(xiàn)，在常氧狀態(tài)下培養(yǎng)的瘢痕疙瘩角化上皮細(xì)胞呈鋪路石樣的多邊形，而在低氧狀態(tài)下培養(yǎng)12 h的角化上皮細(xì)胞開始出現(xiàn)類成纖維細(xì)胞樣的紡錘形態(tài)，24 h后出現(xiàn)紡錘形態(tài)的細(xì)胞數(shù)量增多，培養(yǎng)36 h后，所有的細(xì)胞都呈現(xiàn)出梭形形態(tài)；蛋白水平和基因水平的檢測發(fā)現(xiàn)，低氧狀態(tài)下的間質(zhì)成分標(biāo)志物Vimentin和Fibronectin的蛋白、基因表達(dá)顯著高于常氧狀態(tài)，而上皮標(biāo)志物E-cadherin則有所下降。為了驗證HIF-1α是否是造成瘢痕疙瘩上皮間質(zhì)轉(zhuǎn)化現(xiàn)象的關(guān)鍵因子，該研究還利用siRNA基因沉默技術(shù)沉默HIF-1α基因，于低氧狀態(tài)下培養(yǎng)瘢痕疙瘩角化上皮細(xì)胞，結(jié)果發(fā)現(xiàn)，轉(zhuǎn)染有HIF-1αsiRNA的角化上皮細(xì)胞在低氧環(huán)境下卻仍保留了多邊形的鋪路石樣形態(tài)。而Transwell細(xì)胞侵襲能力檢測結(jié)果發(fā)現(xiàn)，HIF-1α沉默后的細(xì)胞侵襲能力顯著下降。上述結(jié)果表明，瘢痕疙瘩組織中有EMT現(xiàn)象的存在，且低氧環(huán)境能夠誘導(dǎo)瘢痕疙瘩角化上皮細(xì)胞向成纖維細(xì)胞形態(tài)進行轉(zhuǎn)化，并伴隨著間質(zhì)成分標(biāo)志物的表達(dá)升高和上皮成分標(biāo)志物的表達(dá)降低，細(xì)胞的侵襲性有所增強，而阻斷HIF-1α的表達(dá)能夠?qū)ι掀らg質(zhì)轉(zhuǎn)化現(xiàn)象有所逆轉(zhuǎn)[14]。

2 上皮間質(zhì)轉(zhuǎn)化現(xiàn)象對瘢痕疙瘩臨床治療的意義

目前瘢痕疙瘩的治療多以手術(shù)切除，并輔助放射治療為主；非手術(shù)治療方法包括局部注射類固醇激素、冷凍療法、化療等。瘢痕疙瘩的臨床治療難點，主要在于控制瘢痕疙瘩治療后的復(fù)發(fā)率。腫瘤治療后高復(fù)發(fā)的主要原因是浸潤腫瘤細(xì)胞的殘留和轉(zhuǎn)移。而瘢痕疙瘩作為一種良性腫瘤，雖然不存在遠(yuǎn)處轉(zhuǎn)移，但局部浸潤細(xì)胞的殘留是導(dǎo)致其復(fù)發(fā)的重要原因。由于瘢痕疙瘩組織生長旺盛，局部耗氧量高，組織呈低氧微環(huán)境，為了適應(yīng)這一微環(huán)境，組織高表達(dá)HIF-1α，在HIF-1α/乏氧微環(huán)境的雙重作用下，瘢痕疙瘩組織發(fā)生EMT現(xiàn)象，使組織向周圍正常皮膚及真皮深層浸潤。綜上所述，EMT現(xiàn)象對瘢痕疙瘩臨床治療，特別是降低復(fù)發(fā)率方面具有一定的臨床意義。

目前，瘢痕疙瘩非手術(shù)治療的重點在于抑制細(xì)胞增殖、促進細(xì)胞凋亡，但是局部用藥多分布不均，加之瘢痕疙瘩有浸潤性生長的特點，從而導(dǎo)致部分瘢痕疙瘩組織的局部藥物濃度不足，易導(dǎo)致瘢痕疙瘩的復(fù)發(fā)。在瘢痕疙瘩的治療中，如果對其EMT現(xiàn)象加以干預(yù)，可能使瘢痕疙瘩組織變得小而局限，減輕多次注射藥物給患者帶來的痛苦，亦可使藥物完全作用于瘢痕疙瘩組織，從而提高藥效。

在手術(shù)治療方面，將瘢痕疙瘩組織完整切除是抑制術(shù)后復(fù)發(fā)的重要手段。若在術(shù)前對瘢痕疙瘩EMT現(xiàn)象加以干預(yù)，使得瘢痕疙瘩組織局限，能夠更加容易且完整地切除瘢痕疙瘩組織，減小創(chuàng)面和對周圍正常組織的損傷，理論上能夠減輕術(shù)后局部炎癥反應(yīng)，降低術(shù)后復(fù)發(fā)率。

總之，瘢痕疙瘩EMT現(xiàn)象的研究還處于起始狀態(tài)，進一步加強對其機制及干預(yù)效應(yīng)的研究，對瘢痕疙瘩的治療具有積極的意義。

[1]Van Leeuwen MC,Stokmans SC,Bulstra AE,et al.High-doserate brachytherapy for the treatment of recalcitrant keloids:a unique,effective treatment protocol[J].Plast Reconstr Surg,2014, 134(3):527-534.

[2]Desantis CE,Lin CC,Mariotto AB,et al.Cancer treatment and survivorship statistics,2014[J].CA Cancer J Clin,2014,64(4): 252-271.

[3]Lin K,Baritaki S,Militello L,et al.The role of B-RAF mutations in melanoma and the induction of EMT via dysregulation of the NF-kappaB/Snail/RKIP/PTEN circuit[J].Genes Cancer,2010,1 (5):409-420.

[4]Thiery JP.Epithelial-mesenchymal transitions in tumour progression [J].Nat Rev Cancer,2002,2(6):442-454.

[5]Mikesh LM,Kumar M,Erdag G,et al.Evaluation of molecular markers of mesenchymal phenotype in melanoma[J].Melanoma Res,2010,20(6):485-495.

[6]Wehbe M,Soudja SM,Mas A,et al.Epithelial-mesenchymaltransition-like and TGFbeta pathways associated with autochthonous inflammatory melanoma development in mice[J].Plos One,2012, 7(11):e49419.

[7]Liu S,Gong Z,Chen M,et al.Lgr5-positive cells are cancer stem cells in skin squamous cell carcinoma[J].Tumour Biol, 2014,35(11):11605-11612.

[8]Spivakov M,Fisher AG.Epigenetic signatures of stem-cell identity[J].Nat Rev Genet,2007,8(4):263-271.

[9]Park IK,Morrison SJ,Clarke ML.Bmil,stem cells,and senescence regulation[J].J Clin Invest,2004,113(2):175-179.

[10]Tsai YP,Wu KJ.Hypoxia-regulated target genes implicated in tumor metastasis[J].J Biomed Sci,2012,19:102.

[11]Ma X,Gu L,Li H,et al.Hypoxia-induced overexpression of stanniocalcin-1 is associated with the metastasis of early stage clear cell renal cell carcinoma[J].J Transl Med,2015,13(1):56.

[12]Khan MI,Hamid A,Adhami VM,et al.Role of epithelial mesenchymal transition in prostate tumorigenesis[J].Curr Pharm Des,2015,21(10):1240-1248.

[13]Doberstein K,Harter PN,Haberkorn U,et al.Antibody therapy to human L1CAM in a transigenic mouse model blocks local tumor growth but induces EMT[J].Int J Cancer,2015,136(5): e326-e339.

[14]Ma X,Chen J,Xu B,et al.Keloid-derived keratinocytes acquire a fibroblast-like appearance and an enhanced invasive capacity in a hypoxic microenvironment in vitro[J].Int J Mol Med, 2015,35(5):1246-1256.

The Significance of Epithelium-to-Mesenchymal Transition in Keloid Treatment

ZHANG Mingzi,WANG Xiaojun.
Department of Plastic Surgery,Peking Union Medical College Hospital,Beijing 100730,China.Corresponding author:WANG Xiaojun(E-mail:pumchwxj@163.com).

Epithelium-to-mesenchymal transition;Keloid;Treatment

R619+.6

B

1673－0364（2017）03－0121－02

2017年5月12日；

2017年5月18日）

10.3969/j.issn.1673-0364.2017.03.001

100730北京市中國醫(yī)學(xué)科學(xué)院北京協(xié)和醫(yī)院整形美容外科。

[Summary]Keloid scar is a fibrogenesis tumor-like disease featured by invasion to the surrounding skin.Epithelium－tomesenchymal transition(EMT)is a process which leads to the loss of epithelial cell polarity and cell-cell adhesion.Through the process of EMT,epithelial cells acquire migratory and invasive behavior and are thus able to transform into mesenchymal cells.EMT has a high clinical significance towards keloid treatment.