上皮-間質轉化在惡性腫瘤發(fā)病和侵襲轉移中的作用研究進展

潘琦璐 馬禮兵

桂林醫(yī)學院附屬醫(yī)院呼吸與危重癥醫(yī)學科，桂林醫(yī)學院呼吸疾病研究所，廣西壯族自治區(qū)教育廳高校呼吸疾病重點實驗室（廣西桂林541001）

上皮-間質轉化（epithelial-mesenchymal transition，EMT）在人體中主要參與胚胎形成、器官發(fā)育、組織愈合，同時也參與腫瘤的發(fā)生和轉移，通過改變細胞間相互作用和細胞與基質間的相互作用，促進腫瘤細胞侵襲和運動［1］。而約90%的腫瘤患者死亡均源于腫瘤侵襲轉移，可見調控EMT進程對腫瘤的防治意義重大［2］。自20 世紀80年代ELISABETH 研究雞胚時首先觀察到并描述了EMT 現(xiàn)象以來，其逐漸成為研究的熱點［3］。EMT激活時，E-鈣黏著蛋白（E-cadherin，E-cad）的表達受到抑制，導致上皮細胞的典型多邊形鵝卵石形態(tài)喪失，而細胞獲得紡錘形的間質形態(tài)，并表達與間質細胞狀態(tài)相關的標志物，特別是神經(jīng)鈣黏蛋白（N-cadherin，N-cad）、波形蛋白和纖連蛋白［4］，因此，可通過E-cad、N-cad 等變化評估EMT 的激活狀態(tài)。研究表明，生長因子如表皮生長因子（epidermal growth factor，EGF），轉錄因子如Snail、Slug、Twist、E 盒結合鋅指蛋白（E-box binding zinc finger protein，ZEB）和信號通路如TGF、Wnt、Notch以及Hedgehog（Hh）等介導了EMT 過程［5］。黏蛋白（mucin，MUC）作為誘導劑激活各種信號通路，也促使了EMT 的發(fā)生。此外微小核糖核酸（micro RNA，miRNA）在EMT 過程中也發(fā)揮重要作用，一些miRNA 對EMT 起負調控作用，也有部分miRNA對EMT 起正調控作用，進而抑制或促進腫瘤的發(fā)生發(fā)展。本文將簡要概括EMT 相關信號通路及MUC、miRNA、轉錄因子和生長因子在惡性腫瘤發(fā)病和侵襲轉移中的關系。

1 肺癌

TGF-β 是一種促進細胞增殖、凋亡、遷移和侵襲的潛在信號。KHAN 等［6］證實，TGF-β1 作用于JNK/p38/PI3K 途徑使非肌肉型肌球蛋白Ⅱ（non muscle myosin Ⅱ，NM-Ⅱ）表達受抑制，從而促進EMT 過程和肺癌侵襲轉移。還有研究發(fā)現(xiàn)在非小細胞肺癌（Non-small cell lung cancer，NSCLC）A549細胞內，阻斷Hh 信號通路，EMT 發(fā)生逆轉，可抑制腫瘤細胞發(fā)生發(fā)展，證實在NSCLC 中Hh 信號通路激活與EMT 發(fā)生及腫瘤的侵襲轉移相關［7］。此外，miR-200b 在TGF-β1 誘導發(fā)生EMT 的肺腺癌A549 細胞內表達減低，說明過表達這種miRNA 可以通過影響TGF-β1 信號通路使EMT 發(fā)生逆轉而發(fā)揮抑癌作用［8］。相似的研究發(fā)現(xiàn)，A549 肺癌細胞中，F(xiàn)OXM1（Fox 轉錄因子家族成員）在TGF-β1誘導EMT 過程中發(fā)揮重要作用［9］。關于生長因子，大量研究顯示血小板源生長因子（platelet-derived growth factors，PDGFS）可通過多種信號通路誘導EMT 過程，其中Notch 和PI3K/Akt 信號通路較為常見［10］。還有研究證明：PDGF-BB（PDGFS的一種二聚體）通過上調人A549 肺癌細胞中單核細胞趨化蛋白-1（monocyte chemotactic protein-1，MCP-1）的表達，促進肺癌細胞的EMT 過程和侵襲轉移［11］。

以上提示EMT 相關信號通路、miRNA、轉錄因子和生長因子等均與肺癌發(fā)病和轉移密切相關，但具體調控機制要進一步研究。值得注意的是，其中TGF-β1 可通過miRNA 和轉錄因子等多種途徑調控EMT 進程，或將成為肺癌治療的有效靶點。

2 膽管癌

LUSTRI 等［12］的研究發(fā)現(xiàn)，TGF-β 可導致膽管癌細胞中N-cad 表達增加、E-cad 表達降低，EMT呈激活狀態(tài)，進而增加膽管癌細胞的侵襲性。QIAO 等［13］報道m(xù)iR-34a 在肝外膽管癌組織中表達顯著降低，且此種現(xiàn)象與腫瘤患者的侵襲遷移息息相關；過表達miR-34a 通過TGF-β 信號通路抑制EMT，從而抑制腫瘤的遷移及侵襲。也有研究表明層黏連蛋白γ2 鏈基因（laminin γ 2 chain gene，LAMC2）沉默可抑制表皮生長因子受體（epidermal growth factor receptor，EGFR）信號通路和EMT 進展，從而在膽管癌中起抑腫瘤作用［14］。ZHANG 等［15］研究發(fā)現(xiàn)miR-186 通過靶向人膽管癌中的轉錄因子Twist1 抑制細胞增殖遷移和EMT，其可能機制是miR-186 抑制Twist1、N-cad 和波形蛋白表達，而增加E-cad 的表達，進而影響EMT 進程。因此，EMT 與膽管癌的侵襲轉移密切相關。

3 胃癌

β-連環(huán)蛋白（β-catenin）是Wnt 信號通路的核心蛋白，Wnt 與跨膜受體卷曲蛋白（transmembrane receptor frizzled protein，F(xiàn)rz）結合，通過調節(jié)βcatenin 水平來調控細胞的生長發(fā)育。正常情況下，E-cad 與β-catenin 結合，固定于細胞膜上。而當機體受刺激時E-cad 黏著度降低，β-catenin 從細胞膜上脫落下來，激活下游靶基因，導致EMT 產生［16］。此外，研究顯示Frz7 可能是胃癌的潛在治療靶點，其通過激活Wnt/β-catenin 信號通路來促進EMT，進而促進胃癌的發(fā)生和轉移［17］。與此同時，還有研究表明miR-30c-5p 通過抑制轉移相關基因1（metastasis associated-1，MTA1）的表達，抑制EMT 過程而抑制胃癌細胞的轉移［18］。也有研究［19］顯示，肝細胞生長因子受體（hepatocyte growth factor receptor，c-Met）可能通過HGF/c-Met 途徑來介導EMT 進程。另外宋瑩等［20］的western 印跡實驗發(fā)現(xiàn)肝細胞生長因子（hepatocyte growth factor，HGF）能上調轉錄因子Snail 的表達，可能以此促進胃癌細胞EMT 的發(fā)生。可見，EMT 可能通過Wnt信號通路、miRNA、HGF 等來影響胃癌的發(fā)病。

4 肝癌

WANG 等［21］表示β-catenin 信號轉導與肝癌預后不良有關。劉建中等［22］的研究顯示，Notch 信號通路作用于Snail 轉錄因子，使E-cad 表達減低，EMT 激活而促進肝癌細胞遷移。FANG 等［23］報道m(xù)iR-425-5p 在肝癌中表達增高，其與EMT 發(fā)生、較差預后和術后較低的長期生存率密切相關。同時CHANG 等［24］研究發(fā)現(xiàn)miR-130b 在肝癌中上調，并與肝癌的病灶數(shù)目、侵襲轉移和術后復發(fā)有關，高水平的miR-130b 促進EMT 發(fā)生且預示著肝癌患者總體及無病生存率較差。在轉錄因子方面，GUO 等［25］表明HIFs/miR-33a/Twist1 軸可調控肝癌細胞的侵襲轉移。另外在肝癌中，缺氧條件可誘導Twist1 表達進而促進肝癌中EMT 發(fā)生［26］。Snail（鋅指轉錄抑制因子家族中的一員）和Slug 轉錄因子也可與E-cad 基因啟動子近端的E-box（cACGTG）序列結合，下調E-cad 表達，促進EMT 發(fā)生［27］。MIYOSHI 等［28］的研究也證明，在肝癌細胞中，Snail 通過抑制E-cad，而促進基質金屬蛋白酶的表達來增加腫瘤的侵襲轉移能力。同源盒基因B7（homebox B7，HOXB7）的作用機制是促進堿性成纖維細胞生長因子等的分泌，進而介導EMT 的發(fā)生［29］。抑制HOXB7 表達后，人高轉移肝癌細胞（human high metastatic liver cancer cells，HCCLM3）中E-cad 表達增加，N-cad、波形蛋白、基質金屬蛋白等表達降低，EMT 進程被抑制而發(fā)揮抑癌作用［30-31］。c-Met 在肝癌中的作用引起重視，通過RNA 干擾技術沉默c-Met 基因，觀察到肝癌細胞的增殖遷移明顯減弱的現(xiàn)象［32］，此外ZHANG 等［33］發(fā)現(xiàn)MicroRNA-148a 基因可抑制EMT 進展和肝癌轉移，而許多研究均認為c-Met 是MicroRNA-148a 基因抑制腫瘤細胞發(fā)生EMT 的重要靶點。

綜上認為c-Met 可通過調控EMT 進程而影響肝癌的侵襲轉移。而轉錄因子Twist、Snail 等可抑制E-cad 表達，進而激活EMT 起促癌作用，因此這些轉錄因子可能作為肝癌轉移的預測性分子標志物及肝腫瘤治療的分子靶標。

5 乳腺癌

LI 等［34］證實激活Notch-1 信號通路，可促進核因子-κB（Nuclear factor-κB，NF-κB）表達，進而增加乳腺癌的發(fā)生。也有研究表明，在乳腺癌中，miR-7 可通過致癌基因SETDB1 抑制EMT 發(fā)生，并且降低腫瘤干細胞的增殖，從而抑制腫瘤侵襲轉移［35］。此外PEI 等［36］報道m(xù)iR-29a 在乳腺癌組織中表達明顯上調，并且進一步實驗證明敲除miR-29a 可抑制乳腺癌細胞的EMT 進展、增殖和遷移。由此可見，miRNA 對EMT 進程及乳腺癌發(fā)生發(fā)展起正調控或負調控作用，這有利于尋找逆轉EMT的方法及治療乳腺癌的靶點。DEVARAJAN 等［37］研究證明：PDGF-D 處理的乳腺癌細胞在小鼠移植模型中生長更快，而用PDGF-D 中和抗體處理能明顯抑制乳腺癌細胞間質標記物纖連蛋白和波形蛋白等的表達，進而抑制EMT 和腫瘤進展。可見PDGF-D 能促使EMT 發(fā)展進而促進乳腺癌細胞生長，提示EMT 在乳腺癌發(fā)生發(fā)展中的作用不可忽視。

6 胰腺癌

研究［38］顯示MUC1 通過激活EMT 過程，促進胰腺癌細胞侵襲轉移。同時，GROVER 等［39］在人胰腺癌細胞株中的研究發(fā)現(xiàn)，通過MUC1 胞內段（MUC1-CT），MUC1 可激活TGF-β 信號通路來促進腫瘤侵襲轉移。還有研究表明，在胰腺癌AsPC-1細胞，過表達Notch-1 可激活EMT，并且促進腫瘤干細胞自我更新，有助于胰腺癌的侵襲與轉移［40］。此外，PENG 等［41］研究發(fā)現(xiàn)胰腺癌中miR-148a 表達減弱，而miR-148a 過表達可抑制EMT 過程和胰腺癌侵襲轉移。另BAO 等［42］指出FOXM1可誘導胰腺癌細胞系AsPC-1 細胞發(fā)生EMT，細胞向間質表型轉化。HUANG 等［43］也指出從EMT 到胰腺癌轉移的過程中，每一步都可能由FOXM1 調節(jié)，說明FOXM1 在胰腺癌發(fā)病中具有關鍵作用。還有臨床資料顯示，EGFR 表達增高可能與胰腺癌術后更高的復發(fā)率密切相關［44］。值得注意的是，在胰腺癌中，EGFR 家族成員的沉默可降低MUC4 表達，抑制STAT1 信號通路，進而抑制EMT和腫瘤進展［45］?？梢奙UC、miRNA、轉錄因子和生長因子等在胰腺癌中的作用不容小覷，尤其是轉錄因子FOXM1，很有可能成為胰腺癌治療靶點。

7 其他類型腫瘤

此外，發(fā)現(xiàn)其他類型腫瘤也可通過EMT 影響腫瘤進程。如在結直腸癌中，通過MUC1、MUC3等促進EMT 進而增強腫瘤細胞的增殖遷移［46-47］；在卵巢癌中，可能通過miR-338-3p 抑制Wnt 信號通路影響EMT，進而抑制癌細胞的生長轉移［48］。在急性早幼粒細胞白血病中，可通過Twist1 作用于EMT，促進白血病細胞存活［49］。在膠質母細胞瘤中，泛素特異性蛋白酶18 下調可加速Twist1 降解，進而抑制EMT 而減弱腫瘤細胞的侵襲和遷移［50］。總而言之，EMT 在各系統(tǒng)（包括呼吸、消化、內分泌、生殖、血液循環(huán)和神經(jīng)系統(tǒng)等）腫瘤的侵襲轉移中起重要作用。

8 展望

惡性腫瘤嚴重危害人類健康，而腫瘤細胞侵襲轉移的特性使腫瘤很難通過外科手術進行完全切除，因此快速精準有效的治療策略尤為重要。此時，EMT 相關信號通路及MUC、miRNA、轉錄因子和生長因子等在多種惡性腫瘤發(fā)病和侵襲轉移中發(fā)揮重要作用，這為發(fā)掘EMT 進程中的主要信號傳導通路阻斷劑和各類因子抑制劑，包括探索相關基因沉默技術和RNA 干擾技術等提供理論依據(jù)，值得進一步的深入研究，并為惡性腫瘤的發(fā)病機制研究和臨床診療提供新思路。