上皮間質(zhì)細(xì)胞轉(zhuǎn)化在腫瘤侵襲轉(zhuǎn)移及化療耐藥中的作用

彭凱麗，陳宏輝

上皮間質(zhì)轉(zhuǎn)化（epithelial to mesenchymal transition，EMT）是指在某些特定的生理?xiàng)l件及病理狀態(tài)，上皮細(xì)胞失去上皮表型而向間質(zhì)細(xì)胞轉(zhuǎn)變，在這一過(guò)程中上皮細(xì)胞失去極性，細(xì)胞間以及細(xì)胞與基底膜的連接減弱，細(xì)胞外基質(zhì)重塑，從而使上皮細(xì)胞轉(zhuǎn)變?yōu)檫w移、侵襲、抗凋亡能力更強(qiáng)的間質(zhì)細(xì)胞［1］。在演變過(guò)程中伴隨著上皮黏附分子（如E-cadherin、β-catenin）的表達(dá)缺失或下調(diào)及間質(zhì)表型蛋白（如vimentin、N-cadherin）的表達(dá)或上調(diào)。1968年，ELizabeth在雞胚原條形成模型中首次提出 “上皮間質(zhì)轉(zhuǎn)變”這一概念，但隨后研究中發(fā)現(xiàn)EMT具有可逆性及參與腫瘤的惡性轉(zhuǎn)移，逐漸將“上皮間質(zhì)轉(zhuǎn)化”替代“轉(zhuǎn)變”。2003年，國(guó)際EMT第一次會(huì)議則將“上皮間質(zhì)轉(zhuǎn)分化”及“上皮間質(zhì)轉(zhuǎn)變”通稱(chēng)為“上皮間質(zhì)轉(zhuǎn)化”。EMT根據(jù)不同的生物學(xué)環(huán)境可分為三型：1型EMT與胚胎形成及器官的發(fā)育相關(guān)；2型EMT與組織的損傷修復(fù)及再生和器官的纖維化相關(guān)；3型EMT與腫瘤的發(fā)生、發(fā)展及轉(zhuǎn)移相關(guān)。原發(fā)性腫瘤通過(guò)3型EMT使其形成具有遷移及侵襲能力的間質(zhì)細(xì)胞。目前研究發(fā)現(xiàn)EMT對(duì)腫瘤的發(fā)生、發(fā)展及轉(zhuǎn)移、耐藥具有重要意義［2，3］。

1 參與誘導(dǎo)或調(diào)控細(xì)胞發(fā)生EMT的因素

目前認(rèn)為EMT的發(fā)生包含一系列的過(guò)程，上皮細(xì)胞與周?chē)M織細(xì)胞-細(xì)胞和細(xì)胞-細(xì)胞外基質(zhì)ECM的相互作用改變及細(xì)胞骨架重組，賦予其有移動(dòng)能力的三維的ECM并且具有一個(gè)新的轉(zhuǎn)錄程序維持的間充質(zhì)的表型。在EMT進(jìn)程中，參與誘導(dǎo)細(xì)胞發(fā)生EMT的因素眾多，涉及多條信號(hào)通路、轉(zhuǎn)錄因子及相關(guān)基因。多種生長(zhǎng)因子、激酶類(lèi)蛋白、轉(zhuǎn)錄因子等通過(guò)信號(hào)通路或直接調(diào)控細(xì)胞發(fā)生EMT，比如常見(jiàn)生長(zhǎng)因子轉(zhuǎn)化生長(zhǎng)因子β（transforming growth factor beta，TGF-β）［4］可通過(guò)整合素 B1 信號(hào)傳導(dǎo)途徑促進(jìn)Smad3分子依賴(lài)的基因轉(zhuǎn)錄，或通過(guò)有絲分裂原活化蛋白激酶途徑（p38/MAPK）介導(dǎo)的信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)途徑影響基因表達(dá)，促進(jìn)EMT的發(fā)生［5］；血 管內(nèi)皮生長(zhǎng)因子［6］（vascular endothelial growth factor，VEGF）也可通過(guò)自分泌促進(jìn)細(xì)胞發(fā)生EMT。目前發(fā)現(xiàn) Snail、Slug、ZEB1、Twist、Smad、 核轉(zhuǎn)入因子-κb（NF-κb）等轉(zhuǎn)錄因子與 EMT密切相關(guān)。 如snail可抑制E-cad的表達(dá)以及上調(diào)波形蛋白的表達(dá)，也可通過(guò)B-cat/T細(xì)胞因子-4信號(hào)通路促進(jìn)EMT發(fā)生，NF-kb可通過(guò)蛋白激酶 B（PKB）上調(diào)snail表達(dá)，也可通過(guò)抑制E-cad蛋白表達(dá)并上調(diào)ZEB2、ZEB1 因子而加快 EMT 的發(fā)生［7］。 目前研究比較熱門(mén)的MicroRNA在EMT調(diào)控中也發(fā)揮重要的作用，研究顯示，MicroRNA主要通過(guò)上調(diào)ZEB1、ZEB2 因子誘導(dǎo) EMT 發(fā)生［8，9］。 關(guān)于蛋白激酶，目前研究較多的是G-蛋白偶聯(lián)受體酪氨酸可通過(guò)絲裂原活化蛋白激酶（MAPK）信號(hào)通路將胞外信號(hào)轉(zhuǎn)入核內(nèi)，影響相關(guān)基因表達(dá)，介導(dǎo)EMT發(fā)生。

通過(guò)一系列改變，細(xì)胞發(fā)生EMT，獲得間質(zhì)細(xì)胞特性，增強(qiáng)其遷移性、侵襲性、耐受凋亡能力。大量研究［10］發(fā)現(xiàn)在肝癌、胰腺癌、直腸癌、乳腺癌均有EMT 的發(fā)生。 而 Snail［7］、Twist［11］、E-cadherin［12］等指標(biāo)與幾乎所有腫瘤有關(guān)，因此對(duì)EMT經(jīng)典指標(biāo)的進(jìn)一步探討可能為臨床治療提供新的突破點(diǎn)。

2 EMT在腫瘤侵襲與轉(zhuǎn)移中的作用

轉(zhuǎn)移是90%癌癥患者的死因［13］，EMT賦予細(xì)胞的遷徙和侵襲特性，腫瘤在發(fā)生EMT過(guò)程中可獲得抗凋亡和衰老、免疫耐受及腫瘤干細(xì)胞的特征。Toh［14］研究發(fā)現(xiàn)將黑色素瘤細(xì)胞株暴露于TGF-β中，可以觀察到細(xì)胞出現(xiàn)抗凋亡特性及持續(xù)的EMT，EMT誘導(dǎo)劑持續(xù)作用可維持細(xì)胞的間質(zhì)性誘導(dǎo)免疫耐受。

目前研究發(fā)現(xiàn)，不是所有腫瘤細(xì)胞都具有再生腫瘤能力，其中具有自我更新能力并能產(chǎn)生異質(zhì)性腫瘤細(xì)胞稱(chēng)為腫瘤干細(xì)胞，腫瘤干細(xì)胞是腫瘤細(xì)胞侵襲轉(zhuǎn)移主要原因之一。而EMT可誘導(dǎo)腫瘤產(chǎn)生腫瘤干細(xì)胞。Mani等［15］研究報(bào)告EMT誘導(dǎo)永化生人乳腺上皮細(xì)胞（hmles）對(duì)骨髓間充質(zhì)干細(xì)胞特征的采集和標(biāo)記物的表達(dá)結(jié)果，發(fā)現(xiàn)這些細(xì)胞有能力增加形成微球體，與乳腺上皮干細(xì)胞具有相關(guān)性，轉(zhuǎn)化人乳腺上皮細(xì)胞發(fā)生EMT細(xì)胞形成軟瓊脂集落、腫瘤。這些結(jié)果說(shuō)明，EMT能誘導(dǎo)腫瘤細(xì)胞出現(xiàn)干細(xì)胞特征。而B(niǎo)eug［16］的研究也發(fā)現(xiàn)乳腺癌細(xì)胞可以經(jīng)過(guò)EMT發(fā)生乳腺癌干細(xì)胞。上述發(fā)現(xiàn)表明，分化成熟的上皮細(xì)胞和癌細(xì)胞均能通過(guò)EMT獲得干細(xì)胞特征，為腫瘤化療、轉(zhuǎn)移等研究開(kāi)辟了新方向。越來(lái)越多的研究表明，EMT在腫瘤的侵襲及轉(zhuǎn)移中扮演重要的角色，這些不同腫瘤之間的共性揭示EMT在腫瘤的遷移及轉(zhuǎn)移中有著無(wú)法取代的地位。

3 EMT促進(jìn)腫瘤化療耐藥形成

腫瘤細(xì)胞的分化狀態(tài)與化療敏感性密切相關(guān)。近年研究顯示，EMT可能參與肺癌、胰腺癌、乳腺癌、肝癌等腫瘤細(xì)胞耐藥形成。研究表明，EMT會(huì)降低肝癌細(xì)胞對(duì)化療的敏感性，如表皮生長(zhǎng)因子受體靶向治療中，上皮細(xì)胞比間質(zhì)細(xì)胞更敏感［17］?；仔偷陌螂装┍憩F(xiàn)為明顯的間質(zhì)細(xì)胞特點(diǎn)，它不僅有復(fù)發(fā)轉(zhuǎn)移的特點(diǎn)，耐藥性也更高［18］，這說(shuō)明EMT涉及原發(fā)性腫瘤耐藥的機(jī)制。但有學(xué)者發(fā)現(xiàn)，EMT也與獲得性耐藥有關(guān)，Chung等［19］發(fā)現(xiàn)在肺癌細(xì)胞臨床標(biāo)本中，經(jīng)厄洛替尼治療后，殘留的腫瘤細(xì)胞發(fā)生了EMT現(xiàn)象，主要表現(xiàn)為波形蛋白等間質(zhì)表型的升高，他們提出EMT是獲得性耐藥及腫瘤復(fù)發(fā)的重要原因之一。Maseki等［20］通過(guò)逐步提高吉非替尼濃度建立頭頸部鱗癌細(xì)胞耐藥株，然后檢測(cè)發(fā)現(xiàn)E-鈣黏蛋白的損失，取得波形蛋白等間質(zhì)表型的表達(dá)。Jia等［21］用類(lèi)似的研究策略獲得紫杉醇耐藥性的NOS2卵巢癌細(xì)胞株，同樣表現(xiàn)出snail、MTI-MMP表達(dá)水平升高。事實(shí)上研究發(fā)現(xiàn)很多調(diào)控EMT相關(guān)的調(diào)控因子zebl，zeb2，snail等均發(fā)現(xiàn)與不同腫瘤的耐藥有關(guān)。

4 調(diào)控EMT降低腫瘤侵襲轉(zhuǎn)移及化療耐藥的策略

目前手術(shù)與化療是治療惡性腫瘤最常用的手段，但腫瘤的侵襲轉(zhuǎn)移及耐藥性往往是化療失敗及預(yù)后不良的重要因素。腫瘤EMT發(fā)生受復(fù)雜的信號(hào)通路、轉(zhuǎn)錄因子及相關(guān)基因調(diào)控，這些信號(hào)通路、轉(zhuǎn)錄因子及相關(guān)基因也誘導(dǎo)著腫瘤侵襲轉(zhuǎn)移和細(xì)胞耐藥，目前可通過(guò)靶向EMT減少腫瘤侵襲轉(zhuǎn)移及降低化療耐藥，EGFR-TKI藥物已被證實(shí)是有效殺害腫瘤細(xì)胞的藥物之一，不但能抑制腫瘤的侵襲轉(zhuǎn)移，還能促進(jìn)細(xì)胞間質(zhì)表型轉(zhuǎn)化為上皮表型。另外，通過(guò)藥物或基因干擾技術(shù)降低相關(guān)轉(zhuǎn)錄因子的表達(dá)進(jìn)而抑制EMT過(guò)程，也是降低腫瘤侵襲轉(zhuǎn)移及降低化療耐藥的策略之一，如Lim等［22］通過(guò)基因檢測(cè)發(fā)現(xiàn) ARID2通過(guò)下調(diào) cyclinD1、cylinE1和CD44表達(dá)，能顯著控制癌細(xì)胞的侵襲和轉(zhuǎn)移能力，為尋找抗腫瘤治療的新靶位奠定基礎(chǔ)。研究發(fā)現(xiàn)HDACs、twist、AXL等能夠獨(dú)立抑制E鈣黏蛋白表達(dá)，進(jìn)而導(dǎo)致EMT，據(jù)此開(kāi)發(fā)一些該基因抑制藥物或許也可達(dá)到此效果，目前仍是研究熱點(diǎn)。

綜上可見(jiàn)，EMT在腫瘤發(fā)生侵襲轉(zhuǎn)移及腫瘤耐藥中的重要作用逐漸被人們所認(rèn)識(shí)，以EMT為靶點(diǎn)的新型抗腫瘤藥物和治療途徑的研究已經(jīng)成為該領(lǐng)域的研究熱點(diǎn)。但腫瘤細(xì)胞發(fā)生EMT和耐藥機(jī)制復(fù)雜，涉及信號(hào)通路及基因之間有交叉但又有個(gè)性化差異，未來(lái)可通過(guò)基因檢測(cè)和分析或許可有效實(shí)現(xiàn)腫瘤患者的個(gè)性化治療，降低腫瘤侵襲轉(zhuǎn)移及化療耐藥。但未來(lái)以EMT為靶點(diǎn)的個(gè)性化治療，將需要予以更多精力去探索。

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