甲狀腺癌上皮間質(zhì)轉(zhuǎn)化機(jī)制與中藥治療的研究進(jìn)展

張文婧，苑莉莉，王佳賀*

0 引言

上皮間質(zhì)轉(zhuǎn)化(EMT)是指在生理及病理情況下發(fā)生細(xì)胞上皮間質(zhì)轉(zhuǎn)變，同時(shí)伴隨細(xì)胞形態(tài)與相關(guān)基因表達(dá)的改變。EMT在胚胎形成以及組織器官發(fā)育中起著至關(guān)重要的作用，同時(shí)也參與器官纖維化和腫瘤的形成[1]。EMT是一種緊密調(diào)節(jié)的生理過程，根據(jù)生物學(xué)特征不同，分為3種亞型[2]。I型EMT與胚胎發(fā)生和器官發(fā)育相關(guān)；II型EMT參與傷口愈合、組織修復(fù)和器官纖維化的過程；III型EMT與腫瘤的轉(zhuǎn)移有關(guān)。

1 甲狀腺癌中EMT相關(guān)信號(hào)通路的研究進(jìn)展

1.1 TGF-β信號(hào)通路 TGF-β信號(hào)通路是研究最為廣泛的信號(hào)通路之一。TGF-β可通過smad和非smad分子依賴的信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)途徑，導(dǎo)致EMT發(fā)生[3]。研究表明，TGF-β/smad信號(hào)通路的活化與甲狀腺癌細(xì)胞遷移、淋巴結(jié)轉(zhuǎn)移等密切相關(guān)[4]。細(xì)胞表面存在兩種TGF-β受體：TβRI(I型TGF-β受體)和TβRII(II型TGF-β受體)。當(dāng)TGF-β與TβRII結(jié)合后，發(fā)生磷酸化并激活TβRI，可以進(jìn)一步使Smad2和Smad3發(fā)生磷酸化激活，然后與Smad4結(jié)合形成三聚體Smad復(fù)合物，該復(fù)合物易位至細(xì)胞核中，進(jìn)而上調(diào)相關(guān)蛋白，導(dǎo)致EMT的發(fā)生。Bhatti等[5]認(rèn)為，REGγ促進(jìn)甲狀腺癌細(xì)胞發(fā)生EMT的作用是通過激活TGF-β/smad信號(hào)通路實(shí)現(xiàn)的，并通過體內(nèi)實(shí)驗(yàn)進(jìn)一步證實(shí)沉默REGγ后，E-cadherin蛋白水平的表達(dá)減少，抑制了腫瘤細(xì)胞的遷移。

1.2 Wnt/β-catenin信號(hào)通路 Wnt/β-catenin信號(hào)通路的異常激活在甲狀腺癌的發(fā)生過程中具有重要的作用。Wnt信號(hào)被激活后，可以抑制β-catenin降解，導(dǎo)致細(xì)胞內(nèi)大量的β-catenin轉(zhuǎn)移至細(xì)胞核，并通過激活下游靶基因Survivin的轉(zhuǎn)錄，誘導(dǎo)EMT發(fā)生。Chen等[6]的研究證實(shí)，沉默SDC4基因后，通過抑制活化的Wnt/β-catenin信號(hào)通路，可以逆轉(zhuǎn)甲狀腺癌TPC-1細(xì)胞發(fā)生EMT，促進(jìn)細(xì)胞凋亡。CSN6在人甲狀腺癌細(xì)胞中高表達(dá)，Wen等[7]通過研究證實(shí)，敲低CSN6后抑制腫瘤細(xì)胞發(fā)生EMT是通過抑制Wnt/β-catenin信號(hào)通路的活化實(shí)現(xiàn)的。此外，TRIM44和SOX9基因位點(diǎn)可能成為治療PTC的潛在靶點(diǎn)。研究表明，沉默TRIM44[8]和SOX9[9]后，均可通過抑制Wnt/β-catenin信號(hào)通路抑制PTC細(xì)胞的增殖、遷移和侵襲。黃坤寨等[10]的研究結(jié)果顯示，抑制載脂蛋白A1的表達(dá)，可減弱甲狀腺癌細(xì)胞侵襲和遷移的能力,其作用機(jī)制可能與阻斷Wnt/β-catenin信號(hào)通路、抑制細(xì)胞發(fā)生EMT有關(guān)。

1.3 絲裂原蛋白激酶/細(xì)胞外調(diào)節(jié)蛋白激酶(MAPK/Erk)和磷脂酰肌醇-3羥基激酶/蛋白激酶B(PI3K/Akt)信號(hào)通路 PI3K/Akt和MAPK/Erk信號(hào)通路在甲狀腺癌發(fā)生和轉(zhuǎn)移的過程中起著重要的作用[11]，特別是在FTC和UTC中。研究表明，PI3K/Akt和MAPK/Erk信號(hào)通路參與誘導(dǎo)EMT的發(fā)生[12-13]。近年來，在甲狀腺癌中發(fā)現(xiàn)了許多激活上述信號(hào)通路的基因改變。研究顯示，29%～83%的甲狀腺癌伴有BRAF基因的突變，最常見的形式是BRAFV600E突變[14]。BRAF基因突變，可誘導(dǎo)MAPK信號(hào)通路的激活，從而導(dǎo)致細(xì)胞分化、增殖和存活的失調(diào)。此外，BRAFV600E的高表達(dá)可以增加TGF-β的分泌，從而誘導(dǎo)細(xì)胞發(fā)生EMT，其機(jī)制可能與MEK/Erk和Src/FAK兩條獨(dú)立的通路相關(guān)[1]。BRAFV600E突變的腫瘤病灶會(huì)更容易侵犯甲狀腺外組織，發(fā)生淋巴結(jié)轉(zhuǎn)移、遠(yuǎn)處轉(zhuǎn)移，并增加復(fù)發(fā)的風(fēng)險(xiǎn)。此外，還可降低腫瘤病灶的攝碘能力，影響放射性碘治療的療效。此外，研究報(bào)道PIK3CA基因突變或基因組擴(kuò)增、RAS基因突變、PTEN基因突變、RET/PTC和PPARγ/Pax8重排，以及PIK3CB、PDK1、Akt和各種受體酪氨酸激酶基因拷貝數(shù)的增加等，可激活PI3K/Akt信號(hào)通路；RET/PTC基因重排、RAS基因突變和受體酪氨酸激酶拷貝數(shù)的增加可雙重激活PI3K/Akt和MAPK通路，上述改變均促使甲狀腺癌由低級(jí)別向高級(jí)別進(jìn)展[13]。Gao等[15]發(fā)現(xiàn)ING5(inhibitor of growth 5)在人甲狀腺癌組織和細(xì)胞系中的表達(dá)明顯下調(diào)。ING5過表達(dá)可顯著抑制肝細(xì)胞生長(zhǎng)因子誘導(dǎo)的甲狀腺癌細(xì)胞增殖、侵襲和EMT，并抑制體內(nèi)腫瘤的生長(zhǎng)和轉(zhuǎn)移，作用機(jī)制與c-Met/PI3K/Akt信號(hào)通路相關(guān)。Zhou等[16]探討了SOSTDC1(Sclerostin domain containing protein 1)的表達(dá)是否在FTC的發(fā)生和轉(zhuǎn)移中起作用。研究發(fā)現(xiàn)，SOSTDC1可通過阻遏PI3K/Akt和MAPK/Erk信號(hào)通路，從而抑制FTC細(xì)胞的遷移、侵襲和EMT。

1.4 Notch信號(hào)通路 在Notch信號(hào)通路中，與甲狀腺癌關(guān)系最密切的是Notch-1[17]。Notch-1在甲狀腺乳頭狀癌中的作用存在爭(zhēng)議，大多數(shù)學(xué)者認(rèn)為，Notch-1信號(hào)通路能夠促進(jìn)腫瘤細(xì)胞增殖、遷移和侵襲，而對(duì)于FTC、MTC和UTC，活化Notch-1信號(hào)通路可抑制腫瘤細(xì)胞的增殖[18]。Notch信號(hào)及其下游的NRARP(NOTCH-regulated ankyrin repeat protein)蛋白與多種腫瘤的發(fā)生有關(guān)。Zhang等[19]報(bào)道NRARP在甲狀腺癌中高表達(dá)，通過激活Noch信號(hào)，誘導(dǎo)EMT發(fā)生和甲狀腺癌的進(jìn)展。

2 EMT與腫瘤干細(xì)胞

腫瘤干細(xì)胞(Cancer stem cell,CSC)與放化療抵抗，以及復(fù)發(fā)和轉(zhuǎn)移性疾病相關(guān)[20]。EMT在體外誘導(dǎo)人甲狀腺癌細(xì)胞產(chǎn)生CSC，參與了早期腫瘤向侵襲性惡性腫瘤的發(fā)生和轉(zhuǎn)化[21]。目前，研究較多的甲狀腺癌CSC標(biāo)志物的是CD133、CD44、側(cè)群(Side population,SP)細(xì)胞、乙醛脫氫酶(Aldehyde dehydrogenase,ALDH)等。CD133在甲狀腺癌細(xì)胞系和組織中均被證實(shí)可以維持未分化癌的特征和放療抵抗[22]。研究表明，CSCs通過提高ATP結(jié)合盒(ATP binding cassette,ABC)轉(zhuǎn)運(yùn)體家族和抗凋亡蛋白的水平，參與腫瘤的發(fā)展和化療抵抗。Lan等[23]研究表明，HIF-1α誘導(dǎo)FTC133細(xì)胞發(fā)生EMT后，使得腫瘤細(xì)胞獲得CSC的特征，增加CSCs比例，提示EMT可誘導(dǎo)甲狀腺癌中CSCs的產(chǎn)生和腫瘤的轉(zhuǎn)移。

3 EMT與甲狀腺癌中藥治療

雖然大部分甲狀腺癌患者預(yù)后良好，但是一部分高分化甲狀腺癌患者和大多數(shù)未分化癌患者經(jīng)常出現(xiàn)復(fù)發(fā)和轉(zhuǎn)移，并對(duì)放療和化療不敏感，從而影響患者的治療方案和預(yù)后[20]。許多中藥單體都能夠通過抑制EMT的發(fā)生，從而起到抑制甲狀腺癌細(xì)胞遷移侵襲的作用。沒食子酸(Epigallocatechin gallate,EGCG)是綠茶中最重要的成分，能顯著抑制EMT的發(fā)生，從而抑制間變性甲狀腺癌8505C細(xì)胞的侵襲和遷移，機(jī)制可能與EGCG通過阻斷TGF-β/smad信號(hào)通路相關(guān)[24]。吳茱萸堿(Evodiamine)是從吳茱萸中分離得到的一種天然吲哚生物堿。Kim等[25]研究結(jié)果表明，吳茱萸堿通過降低β-catenin、N-cadherin、vimentin、p-AKT、MMP-2和MMP-9蛋白水平，從而抑制腫瘤細(xì)胞的增殖、遷移和EMT。姜黃素(Curcumin)是一種從姜黃根莖中提取出的多酚類化合物。Zhang等[26]研究結(jié)果顯示，姜黃素可上調(diào)E-cadherin的表達(dá)，下調(diào)波形蛋白的表達(dá)。證實(shí)了姜黃素通過抑制TGF-β/Smad途徑，進(jìn)而下調(diào)MMP-2和MMP-9的表達(dá)，從而抑制乳頭狀甲狀腺癌細(xì)胞的侵襲和轉(zhuǎn)移。白楊素(Chrysin)是一種黃酮類化合物，從紫葳科植物木蝴蝶中提取，白楊素可通過EMT減弱甲狀腺癌SW579細(xì)胞的侵襲能力[27]。經(jīng)白楊素處理后，SW579細(xì)胞中E-cadherin表達(dá)增高，N-cadherin表達(dá)降低。蘿卜硫素(Sulforaphane,SFN)是一種從十字花科蔬菜中提取的異硫氰酸鹽類。Wang等[28]研究結(jié)果表明，SFN通過抑制EMT過程和Slug、Twist、MMP-2和MMP-9的表達(dá)，顯著抑制甲狀腺癌細(xì)胞的增殖，抑制甲狀腺癌細(xì)胞的遷移和侵襲。辣椒素(Capsaicin)可通過激活瞬時(shí)受體電位香草酸亞型1，顯著抑制甲狀腺癌BCPAP細(xì)胞的遷移、侵襲和黏附。有報(bào)道，辣椒素處理后，兩種關(guān)鍵的EMT轉(zhuǎn)錄因子Snail1和Twist1的蛋白水平顯著降低，并伴隨著下游蛋白E-cadherin的上調(diào)[29]。此外，辣椒素對(duì)TRPV1的激活也明顯抑制了MMP-2和MMP-9的表達(dá)。

綜上所述，EMT在甲狀腺癌細(xì)胞的侵襲轉(zhuǎn)移、耐藥、治療和預(yù)后等方面均發(fā)揮了重要的作用。因此，深入探究EMT在甲狀腺癌發(fā)生發(fā)展過程中的作用機(jī)制，有助于解決甲狀腺癌轉(zhuǎn)移、復(fù)發(fā)和耐藥等問題。