上皮-間質(zhì)轉(zhuǎn)化(EMT)在上皮性卵巢癌的作用

袁少艷 何秀萍

上皮性卵巢癌(epithelial ovarian cancer，EOC)是最致命的婦科惡性腫瘤。由于缺乏明顯的癥狀，早期檢測只能發(fā)現(xiàn)超過一半的EOC患者。EOC通常在疾病已經(jīng)進(jìn)展到晚期后才被診斷出來,因此被認(rèn)為是“隱形的殺手”。近些年來，盡管卵巢癌治療方法(手術(shù)治療結(jié)合放化療)取得進(jìn)一步發(fā)展，但到目前為止，晚期卵巢癌患者生存率仍不足30%[1]。盡管如此，卵巢癌早期診斷仍缺乏有效方法。因此，了解EOC啟動和進(jìn)展的機制對于其早期診斷至關(guān)重要。一些研究表明，上皮-間充質(zhì)參與EOC的發(fā)生和發(fā)展[1]。

一、上皮-間質(zhì)轉(zhuǎn)化(epithelial-mesenchymal transition，EMT)

EMT是指上皮細(xì)胞轉(zhuǎn)化為間質(zhì)細(xì)胞并獲得侵襲遷移能力的過程[2]。 EMT最近成為一個大家關(guān)注的研究目標(biāo)，因為上皮細(xì)胞極性的喪失和與新的間充質(zhì)表型相關(guān)是其特征性表現(xiàn)，它不僅是正常的胚胎發(fā)生和發(fā)育過程，而且病理應(yīng)激情況，如與組織變性，再生和癌癥相關(guān)的纖維化[3]。有報道,EMT在發(fā)育過程中起關(guān)鍵作用，例如胚胎發(fā)生過程中的神經(jīng)嵴和中胚層形成，EMT也被證明在腫瘤侵襲和轉(zhuǎn)移中起關(guān)鍵作用[4]。EMT期間基因表達(dá)的變化導(dǎo)致許多表型變化，例如細(xì)胞形態(tài)變化，黏附喪失和干細(xì)胞樣特征的獲得[5]。經(jīng)歷EMT過程的細(xì)胞大部分都顯示上皮基因的表達(dá)水平下調(diào)，包括E-鈣粘蛋白(e-cadherin)，細(xì)胞角蛋白，ZO-1和密蛋白，及間充質(zhì)基因的表達(dá)水平上調(diào)，包括N-鈣粘蛋白(n-cadherin)，波形蛋白(vimentin)，纖連蛋白和MUC1[5]。

然而，E-鈣粘蛋白的喪失被認(rèn)為是EMT的典型特征。EMT中的起始過程是基于E-鈣粘蛋白對細(xì)胞間粘附的破壞，并且這種破壞在許多癌癥的惡性轉(zhuǎn)化和腫瘤進(jìn)展中起作用。E-鈣粘蛋白的表達(dá)受各種轉(zhuǎn)錄因子的調(diào)節(jié)，包括Snail，Slug，Twist，ZEB1和ZEB2。這些轉(zhuǎn)錄因子通過結(jié)合CDH1啟動子區(qū)的E-box序列并抑制E-鈣粘蛋白的表達(dá)[6]，從而導(dǎo)致EMT的發(fā)生。

二、EMT涉及的信號通路

已知幾種關(guān)鍵的信號傳導(dǎo)途徑，包括轉(zhuǎn)化生長因子β(TGF-β)、Wnt、Hedgehog和Notch參與EMT[7]。研究表明，TGF-β是EMT的主要誘導(dǎo)劑[5]。TGF-β信號通路是發(fā)育中涉及的主要途徑之一，負(fù)責(zé)調(diào)節(jié)胚胎發(fā)生，維持人體組織穩(wěn)態(tài)，調(diào)節(jié)不同細(xì)胞類型中的增殖、分化、凋亡和遷移。文獻(xiàn)報道，TGF-β途徑在卵巢癌發(fā)展的早期階段起著雙重作用，它抑制腫瘤生長并誘導(dǎo)細(xì)胞凋亡，但在后期階段，它通過誘導(dǎo)上皮-間質(zhì)轉(zhuǎn)化(EMT)，遷移和侵襲來介導(dǎo)腫瘤進(jìn)展[8]。在多種類型的人類癌癥，包括結(jié)腸癌、乳腺癌、黑色素瘤和前列腺癌中，通過沉默Wnt信號傳導(dǎo)的內(nèi)源性抑制劑的異常激活Wnt信號傳導(dǎo)，并且已經(jīng)證明與EMT相關(guān)[9-10]。Wnt可能是通過抑制APC下調(diào)β-連環(huán)蛋白的表達(dá)，進(jìn)而誘導(dǎo)β-連環(huán)蛋白入核，從而激活Wnt通路誘導(dǎo)EMT。Hedgehog信號通路是生物體內(nèi)關(guān)鍵的信號通路，它在細(xì)胞分化、增殖、生存過程中起重要作用[11]。越來越多的證據(jù)支持Hh信號的激活在許多類型的人類癌癥中起重要病理生理作用的觀點。據(jù)推測，超過30%的人類癌癥呈現(xiàn)激活的Hh信號，包括腦腫瘤、黑色素瘤、白血病、淋巴瘤、胃腸道、腎臟、膀胱癌、胰腺癌、肝癌、前列腺癌、肺癌、卵巢癌和乳腺癌[12]。盡管在一些文獻(xiàn)報道了Notch信號通路可能在EMT過程是重要的誘導(dǎo)者[13]，但Notch通路仍需要其它信號通路分子的互相協(xié)助作用而誘導(dǎo)EMT。Bolos等[14]報道了Wnt途徑和Notch通路在誘導(dǎo)EMT過程及腫瘤發(fā)生過程有互相作用。

三、EMT和卵巢癌

與大多數(shù)血管轉(zhuǎn)移的上皮性惡性腫瘤不同，上皮性卵巢癌(EOC)的轉(zhuǎn)移主要通過跨體外傳播發(fā)生(通過腹膜覆蓋的表面、腹腔和盆腔器官)，其特征是從原發(fā)腫瘤中剝離細(xì)胞，避免逃脫誘導(dǎo)的細(xì)胞死亡(失巢凋亡)，通過癌細(xì)胞的直接延伸擴展將原發(fā)腫瘤進(jìn)入腹腔流動的空間里，在那里它們存活并作為單細(xì)胞和多細(xì)胞聚集體(MCAs)與腹膜液一起流動，隨后黏附于腹膜組織，并遷移到間皮細(xì)胞基質(zhì)并形成局灶轉(zhuǎn)移或大片轉(zhuǎn)移[15-17]。這種特殊的微環(huán)境有賴于EMT轉(zhuǎn)換實現(xiàn)。大多數(shù)上皮癌通過血行或淋巴系統(tǒng)傳播，利用經(jīng)典的侵襲-轉(zhuǎn)移級聯(lián)機制，原發(fā)性腫瘤上皮細(xì)胞局部侵入周圍基質(zhì)和細(xì)胞外基質(zhì)(ECM)，在血管內(nèi)通過血行/淋巴管轉(zhuǎn)運，停留在遠(yuǎn)處器官部位，外滲到器官薄壁組織，隨后增殖形成微轉(zhuǎn)移和大轉(zhuǎn)移[18-20]。這些事件誘發(fā)和最終成功取決于上皮-間質(zhì)轉(zhuǎn)化(EMT)及其關(guān)鍵參與者，包括E-鈣粘蛋白、N-鈣粘蛋白和鈣依賴性跨膜粘附分子，它們負(fù)責(zé)維持相鄰細(xì)胞之間的連接，從而調(diào)節(jié)完整的上皮和組織結(jié)構(gòu)性。在EMT期間，上皮型癌細(xì)胞經(jīng)歷一系列分子、形態(tài)和功能變化，伴隨E-鈣粘蛋白的喪失和N-鈣粘蛋白的增加，這導(dǎo)致上皮細(xì)胞-細(xì)胞連接和細(xì)胞極性受損，獲得間充質(zhì)運動細(xì)胞表型，導(dǎo)致與表達(dá)N-鈣粘蛋白的成纖維細(xì)胞，內(nèi)皮細(xì)胞和周細(xì)胞不穩(wěn)定結(jié)合[21]。這些變化促進(jìn)癌細(xì)胞通過基質(zhì)組織遷移，滲透和整個生物體的傳播。

卵巢癌細(xì)胞受到EOC相關(guān)惡性腹水中存在的細(xì)胞因子和免疫細(xì)胞的影響，這可能有賴于EMT作用。特別地，白細(xì)胞介素(IL)-1、IL-6、IL-8和IL-10在EOC患者的腹水中明顯升高[22]。值得注意的是，文獻(xiàn)報道了IL-6和IL-8在卵巢癌中的促EMT作用。已經(jīng)證實了減弱E-鈣粘蛋白表達(dá)，增強N-鈣粘蛋白的表達(dá)以及響應(yīng)于IL8增強的SKOV3和OVCAR3細(xì)胞遷移[23]。同樣，EOC和其他婦科癌細(xì)胞暴露于IL-6治療同時可削弱上皮標(biāo)志物的表達(dá)，增強間充質(zhì)標(biāo)志物的表達(dá)，增加EMT活性，并強烈增強癌細(xì)胞遷移和侵襲性[24]。此外，已知IL-6參與EMT轉(zhuǎn)換，自我更新，誘導(dǎo)癌細(xì)胞的干性和耐藥性[25]。還報道了趨化因子配體5(CCL-5)和趨化因子受體(CCR)-1/3/5 、CCL-19/21和CCR-7 參與EMT事件和卵巢癌轉(zhuǎn)移的證據(jù)。

其他生物活性分子也可參與EOC中的EMT過程。例如，粘蛋白CA125 / MUC16可能與卵巢癌中的EMT有關(guān)，因為其調(diào)節(jié)轉(zhuǎn)錄蛋白，包括E-鈣粘蛋白和細(xì)胞角蛋白-18的丟失和獲得N-鈣粘蛋白和纖維蛋白，從而誘導(dǎo)上皮-間質(zhì)轉(zhuǎn)換，表明在MUC16過表達(dá)時促進(jìn)EOC腫瘤生長，集落形成，細(xì)胞運動性，侵襲性和轉(zhuǎn)移性增加，伴隨著E-鈣粘蛋白的喪失和N-鈣粘蛋白和波形蛋白表達(dá)的增強。有文獻(xiàn)報道，非經(jīng)典Wnt5a信號傳導(dǎo)是另一種潛在的EMT調(diào)節(jié)因子，最近已成為全面綜述的主題，Wnt5a蛋白富含卵巢癌患者的惡性腹水[26]，其表達(dá)與血行轉(zhuǎn)移成功相關(guān)。某些相關(guān)轉(zhuǎn)錄因子(ZEB1、KLF4)同樣通過EMT在癌癥侵襲和轉(zhuǎn)移起作用。

四、ZEB1、KLF4與卵巢癌

鋅指E-盒結(jié)合同源異形盒1(zinc finger E-box binding homeobox 1，ZEB1) 被認(rèn)為是轉(zhuǎn)錄因子，細(xì)胞黏附分子和細(xì)胞極性相關(guān)基因的阻遏物[27]。在EMT過程中，它通過抑制參與維持上皮基因(E-鈣粘蛋白)和激活轉(zhuǎn)化為間充質(zhì)表型所需的基因。ZEB1在許多癌癥中的異常表達(dá)及高水平的ZEB1促進(jìn)了婦科癌癥的進(jìn)展[28]。Kruppel樣因子4(krüppel-like factor，KLF4) 是Kruppel的鋅指轉(zhuǎn)錄因子家族的一員，在癌癥進(jìn)展期間，KLF4可以作為腫瘤啟動子或作為抑制劑起作用，這取決于癌癥類型和細(xì)胞標(biāo)記[29]。有70%的乳腺癌具有升高的KLF4 mRNA水平，這與更具攻擊性的KLF4表型相關(guān)[29]。有文獻(xiàn)報道，KLF4表達(dá)經(jīng)常在各種人類癌癥中下調(diào)，包括胃腸道、膀胱和晚期前列腺癌，并且已經(jīng)發(fā)現(xiàn)KLF4發(fā)揮腫瘤抑制作用[30]。但在卵巢癌相關(guān)研究中，國內(nèi)外相關(guān)研究相對較少，期待更多研究證明ZEB1與KLF4在卵巢癌的相互作用。

五、結(jié)語

越來越多的證據(jù)表明,EMT在上皮腫瘤細(xì)胞的轉(zhuǎn)移性侵襲有著重要意義和作用，基于EMT中涉及相關(guān)通路及其與轉(zhuǎn)移級聯(lián)相關(guān)的知識所獲得的進(jìn)展，有可能設(shè)想有關(guān)鑒定針對高級惡性腫瘤(包括EOC)的新治療靶標(biāo)的有希望的跡象。故針對EMT的治療方法是未來治療上皮性惡性腫瘤的重要方向。