與腫瘤轉(zhuǎn)移相關(guān)的上皮間質(zhì)轉(zhuǎn)化信號(hào)通路研究進(jìn)展

杜曉欣 趙素芬

與腫瘤轉(zhuǎn)移相關(guān)的上皮間質(zhì)轉(zhuǎn)化信號(hào)通路研究進(jìn)展

杜曉欣 趙素芬

作者單位：050000 石家莊 河北醫(yī)科大學(xué)第二醫(yī)院婦產(chǎn)科

惡性腫瘤細(xì)胞的侵襲和轉(zhuǎn)移是患者死亡的主要原因，而上皮間質(zhì)轉(zhuǎn)化（epithelial mesenchymal transition，EMT）是腫瘤細(xì)胞侵襲和遷移的關(guān)鍵步驟。腫瘤細(xì)胞發(fā)生上皮間質(zhì)轉(zhuǎn)化可通過多種信號(hào)通路介導(dǎo)產(chǎn)生，深入了解與EMT相關(guān)的信號(hào)通路，可在信號(hào)通路中設(shè)立靶點(diǎn)，中止EMT的發(fā)生，進(jìn)而阻止腫瘤侵襲、轉(zhuǎn)移。本文就與腫瘤轉(zhuǎn)移相關(guān)的EMT信號(hào)通路研究進(jìn)展作一綜述。

上皮間質(zhì)轉(zhuǎn)化；腫瘤細(xì)胞；侵襲；轉(zhuǎn)移；信號(hào)通路

上皮間質(zhì)轉(zhuǎn)化（epithelial mesenchymal transition，EMT）是指在特定情況下，上皮細(xì)胞向間充質(zhì)轉(zhuǎn)化、分化的過程，在此過程中引起細(xì)胞形態(tài)及相關(guān)基因的改變［1］。癌細(xì)胞通過EMT進(jìn)行局部擴(kuò)散，侵入血管發(fā)生轉(zhuǎn)移，播散至遠(yuǎn)處，當(dāng)?shù)竭_(dá)種植部位后，通過橫向分化，再經(jīng)過EMT過程，形成轉(zhuǎn)移癌灶，重新獲得增殖能力。從EMT的過程來看，它是促進(jìn)腫瘤侵襲和轉(zhuǎn)移的關(guān)鍵步驟?，F(xiàn)就與EMT相關(guān)的信號(hào)途徑綜述如下。

1 絲裂原活化蛋白激酶（mitogen-activated protein kinase，MAPK）信號(hào)通路

MAPK信號(hào)通路是細(xì)胞外信號(hào)刺激引起，由細(xì)胞膜到細(xì)胞核發(fā)生反應(yīng)的共同路徑，是介導(dǎo)EMT的細(xì)胞內(nèi)信號(hào)分子。目前發(fā)現(xiàn)在哺乳動(dòng)物細(xì)胞中有以下4條MAPK通路［2］：⑴細(xì)胞外信號(hào)調(diào)節(jié)激酶（ERK/MEK/Ras/Raf）信號(hào)通路；⑵JNK（SAPK1）信號(hào)通路；⑶p38MAPK（SAPK2/RK）信號(hào)通路；⑷BMK（ERK5）通路。與EMT有關(guān)的MAPK通路主要有3條：ERK通路、JNK通路和p38MAPK通路［3］。MAPK信號(hào)通路通過一系列級(jí)連激酶鏈特異性地激活 MAPKs（ERK、JNK 和 p38），最終引起 NF-kB 激活，導(dǎo)致細(xì)胞增殖和存活。E-cadherin和角蛋白低表達(dá)需激活 NF-kB，從而誘發(fā)EMT。唐勇等［4］研究提示，MAPK通路不僅參與EMT過程，還與發(fā)生EMT后腫瘤細(xì)胞獲得性耐藥有關(guān)。Wang等［5］研究顯示，通過激活NF-kB信號(hào)通路，可阻止缺乏葉酸的上皮性結(jié)腸癌細(xì)胞向間充質(zhì)轉(zhuǎn)化和轉(zhuǎn)移。研究還顯示，與對(duì)照組相比，在缺乏葉酸環(huán)境中培養(yǎng)的上皮性結(jié)腸癌細(xì)胞侵襲、轉(zhuǎn)移能力增強(qiáng)，可能與抑制Snail和E-鈣黏連蛋白表達(dá)、增強(qiáng)beta1整合蛋白和由基質(zhì)金屬蛋白酶2介導(dǎo)的蛋白水解酶表達(dá)，進(jìn)而影響EMT有關(guān)，提示EMT可能通過Shh/NF-kB通路調(diào)節(jié)。

2 轉(zhuǎn)化生長因子β（transforming growth factor beta，TGF-β）信號(hào)通路

在腫瘤進(jìn)展過程中，轉(zhuǎn)化生長因子β通過細(xì)胞周期調(diào)節(jié)、血管生成、促進(jìn)上皮向間質(zhì)轉(zhuǎn)化并與腫瘤微環(huán)境相互作用，調(diào)節(jié)腫瘤細(xì)胞浸潤和轉(zhuǎn)移。此信號(hào)通路是研究較成熟的EMT通路。TGF-β是EMT的潛在誘導(dǎo)物。正常上皮細(xì)胞通過TGF-β進(jìn)行EMT，而用經(jīng)TGF-β和成纖維生長因子2處理的細(xì)胞會(huì)轉(zhuǎn)化為活化的成纖維細(xì)胞，從而具有高度遷移性，促進(jìn)腫瘤侵襲和轉(zhuǎn)移。在腫瘤細(xì)胞中，TGF-β也可通過調(diào)節(jié)腫瘤和抑瘤信號(hào)誘導(dǎo)EMT，進(jìn)而參與腫瘤細(xì)胞的侵襲和轉(zhuǎn)移［6］。還有研究［7］發(fā)現(xiàn)，在瘤內(nèi)癌細(xì)胞中，腫瘤相關(guān)巨噬細(xì)胞系統(tǒng)通過TGF-β信號(hào)途徑和beta-連接蛋白信號(hào)途徑誘導(dǎo)發(fā)生EMT。

在對(duì)前列腺癌細(xì)胞的研究中，Pavese等［8］已闡明了一條重要的信號(hào)通路：TGF-β→MEK4→p38MAPK→MAPK APK2→HSP27→MMP2→侵襲，對(duì)調(diào)節(jié)前列腺癌細(xì)胞侵襲和轉(zhuǎn)移有重要作用。

3 Wnt/beta-catenin信號(hào)通路

Wnt/β-catenin信號(hào)通路是控制EMT眾多信號(hào)通路中的一條。通過了解細(xì)胞發(fā)生EMT過程，可判斷細(xì)胞間黏附的改變可能是細(xì)胞發(fā)生遷移的前提。β-連蛋白通過與E-黏附蛋白間的相互作用參與細(xì)胞間的黏附，是Wnt信號(hào)通路中的關(guān)鍵蛋白。在相關(guān)腫瘤進(jìn)展的轉(zhuǎn)換中，β-catenin突變激活可能影響EMT進(jìn)程［9］。β-catenin介導(dǎo)的轉(zhuǎn)錄直接目標(biāo)因子是ZEB1（δEF1），而ZEB1是調(diào)節(jié)EMT的轉(zhuǎn)錄因子。另外，轉(zhuǎn)錄抑制因子Snail1和Snail 2（Slug）亦是以一種依賴 Wnt/β-catenin信號(hào)通路的方式參與調(diào)節(jié)EMT。由β-catenin介導(dǎo)的轉(zhuǎn)錄也可直接上調(diào)Snail 2的表達(dá)；然而一旦通過阻遏糖原合成酶激酶3β激活Wnt，Snail1水平會(huì)間接增加。

在腫瘤Wnt信號(hào)通路中，可通過ZEB、Snail等調(diào)節(jié)beta黏連蛋白的缺失或增多誘導(dǎo)EMT的發(fā)生。Bonde等［7］在巨噬細(xì)胞條件培養(yǎng)基中，長期培養(yǎng)F9小鼠畸胎瘤細(xì)胞和小鼠乳腺癌細(xì)胞，可導(dǎo)致上皮標(biāo)志物E-鈣黏連蛋白低表達(dá)，間質(zhì)標(biāo)志物和遷移表型高表達(dá)，說明beta-連接蛋白通路可能參與EMT的發(fā)生?？傊?，有許多其他的因子和分子影響EMT或細(xì)胞黏附性，可通過Wnt/β-catenin信號(hào)通路調(diào)節(jié)。

4 NF-kB信號(hào)通路

NF-kB信號(hào)通路在控制細(xì)胞生長、凋亡、炎癥、應(yīng)激應(yīng)答和許多生理過程中起重要作用。此信號(hào)通路有許多分子參與調(diào)節(jié)凋亡信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)，如NF-kB、IkB和IKK；其中NF-kB是關(guān)鍵的蛋白分子，在此信號(hào)通路中通過調(diào)節(jié)Snail活性影響EMT的發(fā)生。

NF-kB信號(hào)通路主要通過轉(zhuǎn)錄水平和翻譯后水平影響Snail的表達(dá)。在轉(zhuǎn)錄水平調(diào)控中，NF-kB直接與Snail啟動(dòng)子作用促進(jìn)其mRNA表達(dá)［10］。在翻譯后水平調(diào)控中，NF-kB通過抑制糖原合成酶激酶3beta對(duì)Snail磷酸化實(shí)現(xiàn)。TNF-α通過磷酸化IKKa活化NF-kB，同時(shí)TNF-α激活A(yù)kt信號(hào)通路，直接導(dǎo)致Snail上調(diào)誘導(dǎo)EMT發(fā)生。丙型肝炎病毒NS4B蛋白亦通過增強(qiáng)Snail表達(dá)誘導(dǎo)肝細(xì)胞發(fā)生間質(zhì)轉(zhuǎn)化，從而促進(jìn)肝癌細(xì)胞侵襲、遷移［11］。另外，因NF-kB結(jié)合位點(diǎn)與人波形蛋白啟動(dòng)子上游-218~-227區(qū)包含的序列有較高的同源性。有研究證實(shí)NF-kB可結(jié)合該序列促進(jìn)波形蛋白的表達(dá)。由此可知，通過增加NF-kB與其結(jié)合位點(diǎn)的結(jié)合能力可提高波形蛋白表達(dá)。

5 Notch信號(hào)通路

在EMT誘導(dǎo)過程中，Notch/beta-catenin信號(hào)通路被激活。S100A16是鈣連接蛋白S100家族成員之一，在乳腺癌細(xì)胞系MCF-7中，可通過Notch1途徑促進(jìn)EMT發(fā)生。Zhou等［12］通過檢測(cè)乳腺癌細(xì)胞上皮標(biāo)志物E-鈣黏連蛋白、beta-連接蛋白、間質(zhì)標(biāo)志物N-鈣黏連蛋白和波形蛋白，發(fā)現(xiàn)S100A16可通過Notch1途徑抑制E-cadherin表達(dá)而促進(jìn)EMT發(fā)生；Notch1是ZEB的上游，且可能在觸發(fā)EMT發(fā)生過程中起關(guān)鍵作用，同時(shí)證實(shí)了S100A16基因過度表達(dá)通過Notch1/ZEB、ZEB2/EMT信號(hào)通路誘導(dǎo)EMT的發(fā)生。劉志歡等［13］通過阻斷Notch信號(hào)通路分析膀胱癌細(xì)胞形態(tài)、上皮及間質(zhì)分子標(biāo)志蛋白和mRNA，結(jié)果顯示Notch信號(hào)通路參與EMT過程，與膀胱癌的侵襲性和耐藥性有關(guān)。

6 微小RNA途徑

微小RNA（miRNAs）是由20~22堿基對(duì)構(gòu)成的非編碼RNAs，在轉(zhuǎn)錄后水平調(diào)節(jié)基因的表達(dá)。諸多研究提示，miRNAs參與腫瘤細(xì)胞的EMT過程。Sundararajan等［14］研究發(fā)現(xiàn)，TKS5和MYLK是腫瘤細(xì)胞遷移行為的新代表，受MiRNA200c與ZEB1形成的反饋回路調(diào)節(jié)。Oba等［15］通過標(biāo)記熒光素酶觀察其活性證實(shí)miR-200c、miR-429和miR-666-5p與ZEB2 mRNA的3'UTR區(qū)域相關(guān)，免疫印跡分析也證實(shí)這些miRNAs的前體分子可誘導(dǎo)E-cadherin表達(dá)。已知E-鈣黏連蛋白與ZEB1/2相互作用可影響細(xì)胞間黏附，ZEB1是EMT的調(diào)節(jié)因子。因此，影響腫瘤細(xì)胞EMT可通過ZEB1/2影響miRNAs實(shí)現(xiàn)。miR30a與Snail有關(guān)，減少miR30a表達(dá)可引起TGF-β誘導(dǎo)的 EMT［16］。

7 其他信號(hào)通路

大量證據(jù)表明，在結(jié)直腸癌的發(fā)展中，Hedgehog途徑通過EMT發(fā)揮作用［17］。Wang等［18］研究發(fā)現(xiàn)在結(jié)直腸癌細(xì)胞中，轉(zhuǎn)錄因子RGC32通過Smad/Sip1信號(hào)通路發(fā)生EMT。Duan等［19］發(fā)現(xiàn)，在體外實(shí)驗(yàn)Nodal可通過依賴Smad2/3信號(hào)通路誘導(dǎo)信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)，且在胰腺癌中促進(jìn)癌細(xì)胞侵襲和轉(zhuǎn)移，誘導(dǎo)EMT發(fā)生。

8 小結(jié)

腫瘤細(xì)胞發(fā)生侵襲轉(zhuǎn)移，除通過阿米巴運(yùn)動(dòng)等途徑外，EMT是腫瘤細(xì)胞擴(kuò)散的另一個(gè)不容忽視的方式。EMT的調(diào)控是復(fù)雜的信號(hào)網(wǎng)絡(luò)，參與胚胎發(fā)育、炎癥反應(yīng)、細(xì)胞增殖及分化，同時(shí)與纖維化疾病以及腫瘤細(xì)胞原位侵襲和遠(yuǎn)處轉(zhuǎn)移等密切相關(guān)。進(jìn)一步研究與EMT相關(guān)的信號(hào)通路，將有助于更好地理解EMT與腫瘤發(fā)生發(fā)展的關(guān)系，以尋找EMT過程中的靶點(diǎn)，阻斷EMT過程的發(fā)生，為與EMT相關(guān)腫瘤的治療提供更多的思路和方法。

［1］Luo Y，He DL，Ning L.Over-expression of hypoxia-inducible factor-1alpha increases the invasive potency of LNCaP cells in vitro［J］.BJU Int，2006，98（6）：1315-1319.

［2］Koul HK，Pal M，Koul S.Role of p38 MAP kinase signal transduction in solid tumors［J］.Genes Cancer，2013，4（9-10）：342-359.

［3］高振芹，胡永斌，周建華.MAPK信號(hào)通路與上皮間質(zhì)轉(zhuǎn)型［J］.國際病理科學(xué)與臨床雜志,2009，29（4）：303-306.

［4］唐勇，王輝，陳偉娟，等.EMT經(jīng)p38-MAPK調(diào)節(jié)乳腺癌MCF-7細(xì)胞 P-gp 介導(dǎo)的多藥耐藥［J］.中國腫瘤生物治療雜志，2010，17（2）：144-148.

［5］Wang TP，Hsu SH，F(xiàn)eng HC，et al.Folate deprivation enhances invasiveness of human colon cancer cells mediated by activation of sonic hedgehog signaling through promoter hypomethylation and cross action with transcription nuclear factor-kappa B pathway［J］.Carcinogenesis，2012，33（6）：1158-1168.

［6］Miyazono K，Ehata S，Koinuma D.Tumor-promoting functions of transforming growth factor-β in progression of cancer［J］.Ups J Med Sci，2012，117（2）：143-52.

［7］Bonde AK，Tischler V，Kumar S，et al.Intratumoral macrophages contribute to epithelial-mesechymal transition in solid tumors［J］.BMC Cancer，2012，12：35.

［8］Pavese JM，F(xiàn)armer RL，Bergan RC.Inhibition of cancer cell invasion and metastasis by genistein［J］.Cancer Metastasis Rev，2010，29（3）：465-482.

［9］Valenta T，Hausmann G，Basler K.The many faces and functions of β-catenin［J］.EMBO J，2012，31（12）：2714-2736.

［10］Wu Y，Zhou BP.TNF-alpha/NF-kappaB/Snail pathway in cancer cell migration and invasion［J］.Br J Cancer，2010，102（4）：639-644.

［11］Hu B，Xie S，Hu Y，et al.Hepatitis C virus NS4B protein induces epithelial-mesenchymal transition by upregulation Snail［J］.Virol J，2017，14（1）：83.

［12］Zhou W，Pan H，Xia T，et al.Up-regulation of S100A16 expression promotes epithelial-mesenchymal transition via Notch1 pathway in breast cancer［J］.J Biomed Sci，2014，21（1）：97.

［13］劉志歡，王義兵，王共先，等.Notch信號(hào)通路調(diào)控上皮-間質(zhì)轉(zhuǎn)化影響膀胱癌侵襲性和耐藥性［J］.基礎(chǔ)醫(yī)學(xué)與臨床，2015，35（2）：145-151.

［14］Sundararajan V，Gengenbacher N，Stemmler MP，et al.The ZEB1/miR-200c feedback loop regulates invasion via actin interacting proteins MYLK and TKS5［J］.Oncotarget，2015，6（29）：27083-27096.

［15］Oba S，Mizutani T，Suzuki E，et al.A useful method of identifying of miRNAs which can down-regulate Zeb-2［J］.BMC Res Notes，2013，6：470.

［16］Zhang J，Zhang H，Liu J，et al.miR-30 inhibits TGF-β1-induced epithelial-to-mesenchymal transition in hepatocyte by targeting Snail1［J］.Biochem Biophys Res Commun，2012，417（3）：1100-1105.

［17］Sipos F，Galamb O.Epithelial-to-mesenchymal and mesenchymal-toepithelial transitions in the colon［J］.World J Gastroenterol，2012，18（7）：601-608.

［18］Wang XY，Li SN，Zhu HF，et al.RGC32 induces epithelial-mesenchymal transetion by activating the Smad/Sip1 signaling pathway in CRC［J］.Sci Rep，2017，7：46078.

［19］Duan W，Li R，Ma J，et al.Overexpression of Nodal induces a metastatic phenotype in pancreatic cancer cells via the Smad2/3 pathway［J］.Oncotarget，2015，6（3）：1490-1506.

R730.2

A

1674-5671（2017）05-03

10.3969/j.issn.1674-5671.2017.05.17

［2017-04-17收稿］［2017-06-13修回］［編輯 江德吉］