胰腺癌中上皮間質(zhì)轉(zhuǎn)化的相關(guān)信號通路和轉(zhuǎn)錄調(diào)節(jié)因子及其中藥治療的研究進(jìn)展

祖 悅 王 寧 辛宛鈴 梁岑怡 李偲嘉 陳國忠

廣西中醫(yī)藥大學(xué)第一附屬醫(yī)院脾胃病科一區(qū)，廣西南寧 530001

上皮間質(zhì)轉(zhuǎn)化（epithelial-mesenchymal transitions，EMT）是指上皮細(xì)胞在特定程序轉(zhuǎn)化為間質(zhì)細(xì)胞所產(chǎn)生的細(xì)胞表型變化，從而賦予其更高的侵襲力，是癌癥疾病具有轉(zhuǎn)移能力和耐藥性的主要因素[1]。胰腺癌（pancreatic cancer，PC）是在中國致死人數(shù)排名第6 位的癌癥，是具有臨床挑戰(zhàn)性的一種癌癥，因其發(fā)現(xiàn)往往已經(jīng)到達(dá)晚期，且超過50%出現(xiàn)全身轉(zhuǎn)移，總體5 年生存率低，為9%～11%[2-3]。目前胰腺癌的發(fā)生發(fā)展與EMT 的關(guān)系尚未有統(tǒng)一的定論，但根據(jù)EMT 自身特點，其與胰腺癌必然有著重要聯(lián)系。本文針對MET 相關(guān)信號通路及轉(zhuǎn)錄因子在胰腺癌發(fā)生發(fā)展的作用機(jī)制及中藥通過抑制EMT 干預(yù)治療胰腺癌的現(xiàn)狀進(jìn)行綜述。

1 EMT 相關(guān)分子標(biāo)志物

“鈣黏連蛋白轉(zhuǎn)換”是EMT 進(jìn)程中最重要的一環(huán)，上皮-鈣黏素（E-cadherin）下調(diào)使其介導(dǎo)的黏著連接喪失，而神經(jīng)鈣黏素（N-cadheri）則會建立相對較弱的黏附連接。上皮細(xì)胞黏附素丟失后，引起EMT 相關(guān)通路級聯(lián)反應(yīng)，使細(xì)胞骨架重塑相關(guān)蛋白表達(dá)增加，這是腫瘤細(xì)胞具有高侵襲性和移動性的主要原因[4]。整合（integrin）家族中，β1整合素通過影響轉(zhuǎn)化生長因-β 功能繼而導(dǎo)致E-cadherin 表達(dá)減少，β3整合素參與誘導(dǎo)EMT 進(jìn)程，并抑制整合素介導(dǎo)的癌細(xì)胞死亡[5]。波形蛋白（vimentin）是一種細(xì)胞骨架中間絲蛋白，其最初以一種高遷移度的細(xì)胞類型出現(xiàn)，并在腫瘤細(xì)胞中顯著表達(dá)。另一項研究發(fā)現(xiàn)，微RNA-22 通過阻斷Snai 鋅指轉(zhuǎn)錄因子及vimentin 的表達(dá)，增加E-cadherin的表達(dá)，發(fā)揮EMT 拮抗作用[6-7]，EMT 分子標(biāo)志物表達(dá)是探究癌癥類疾病實驗研究中最重要的標(biāo)準(zhǔn)。

2 胰腺癌中EMT 的相關(guān)信號通路

2.1 Wnt/β-連環(huán)蛋白（Wnt/β-catenin）信號通路

Wnt/β-catenin 信號通路主要涉及β-catenin 核轉(zhuǎn)位并與T-細(xì)胞因子/淋巴增強(qiáng)因子家族結(jié)合，啟動下游靶基因表達(dá)，控制細(xì)胞增殖[8]。Li 等[9]發(fā)現(xiàn)干擾素誘導(dǎo)的四三肽重復(fù)序列1 蛋白（interferon-induced protein with tetratricopeptide repeats 1，IFIT1）在PC 組織中高表達(dá)，并在β-catenin 相關(guān)基因上富集，下調(diào)IFIT1 會增加E-cadherin 的表達(dá)，并影響PC 細(xì)胞中Wnt/β-catenin 通路下游分子包括細(xì)胞周期蛋白D1、細(xì)胞致瘤基因和生存素蛋白使其表達(dá)降低。叉頭框蛋白M1（forkheadboxproteinM1，F(xiàn)OXM1）是Wnt/β-catenin特異性介體，Chen 等[10]發(fā)現(xiàn)泛素特異肽酶28 是PC細(xì)胞中FOXM1 的特異性去泛素酶，兩者相互作用，從而穩(wěn)定FOXM1 在PC 細(xì)胞中的表達(dá)。PC 腫瘤干細(xì)胞通過提高ATP 結(jié)合盒轉(zhuǎn)運蛋白的表達(dá)避免死亡，并利用解毒酶，調(diào)節(jié)EMT 和逃避免疫監(jiān)視。而腫瘤干細(xì)胞中側(cè)群細(xì)胞的激活，則增強(qiáng)了其轉(zhuǎn)移能力，并激活Wnt 信號，參與發(fā)揮耐藥性。此外，下調(diào)胰腺譜系相關(guān)基因能有效增強(qiáng)PC 細(xì)胞對Wnt 拮抗劑與吉西他濱聯(lián)合藥物的敏感性，延遲腫瘤生長速度，減少EMT 的表達(dá)[11]。

2.2 Notch 信號通路

Notch 信號通路主要由Notch 受體、Notch 配體和CSL（CBF-1，suppressor of hairless，Lag 的合稱）-DNA結(jié)合蛋白組成，Misiorek 等[12]認(rèn)為，在低氧條件下，Notch 活性進(jìn)一步增強(qiáng)，其中缺氧誘導(dǎo)因子1α 與CSL、Notch 胞內(nèi)區(qū)域（Notch intracellular domain，NICD）和主導(dǎo)控制樣蛋白1 形成復(fù)合物，導(dǎo)致Snai1 高表達(dá)。這種關(guān)系已經(jīng)在PC 中得到證實。Qu 等[13]發(fā)現(xiàn)，鈣/鈣調(diào)蛋白依賴性絲氨酸蛋白激酶（calcium/calmodulin-dependent serine protein kinase，CaSK）的PDZ 結(jié)構(gòu)域與硫酸肝素蛋白聚糖Syndecan-2 結(jié)合，進(jìn)而調(diào)節(jié)癌細(xì)胞黏附和增殖功能。CaSK 相關(guān)基因主要在Notch 通路上富集，因此CaSK 缺失可能會抑制PC 細(xì)胞中Notch 通路激活。Chu 等[14]在胰腺導(dǎo)管腺癌（pancreatic ductal adenocarcinoma，PDAC）細(xì)胞中發(fā)現(xiàn)了細(xì)胞周期素依賴蛋白激酶5（cyclin-dependent kinase 5，CDK5）和Notch1 之間的相互作用，其中Notch1 肽被CDK5/p25 激酶磷酸化，從而抑制Notch 通路激活。此外，抑制CDK5 可以增強(qiáng)新生腫瘤血管內(nèi)皮敏感性，更有效地抑制腫瘤血管生成。

2.3 Hedgehog 信號通路

Hedgehog（Hh）家族中Hh 配體（SHH、DHH 及IHH）與Hh 受體（PTCH1、PTCH2）結(jié)合釋放被其抑制的Smo（屬于G 蛋白偶聯(lián)受體樣蛋白），激活轉(zhuǎn)錄因子-膠質(zhì)瘤相關(guān)癌基因同源體（glioma-associated onco gene homolog 1-3，Gli1-3）家族轉(zhuǎn)錄因子，促進(jìn)靶基因的轉(zhuǎn)錄[15]。Steele 等[16]發(fā)現(xiàn)，Hedgehog 信號是維持PDAC 癌癥相關(guān)成纖維細(xì)胞中的肌成纖維細(xì)胞亞型的關(guān)鍵途徑，抑制Hedgehog 通路會改變PDAC 中肌成纖維細(xì)胞與炎性成纖維細(xì)胞群體的比例，并將炎癥反應(yīng)轉(zhuǎn)移到更具免疫抑制的微環(huán)境中。有實驗報道[17]，SHH 通過誘導(dǎo)Ptch1 和Gli1 抑制抗血管生成因子，間接地促進(jìn)胰腺腫瘤血管生成，以血管內(nèi)皮生長因子（vascular endothelial growth factor，VEGF）存在為前提，直接通過激活Rho 家族的小分子GTP 酶以促進(jìn)腫瘤血管生成。Hu 等[18]發(fā)現(xiàn)，蘿卜硫素通過阻斷SHH 通路及其下游靶基因表達(dá)，能阻斷PC干細(xì)胞增殖及血管生成，為未來PC 治療提供新思路。

3 胰腺癌中EMT 的相關(guān)轉(zhuǎn)錄調(diào)節(jié)因子

3.1 Snail 因子

Snai 鋅指轉(zhuǎn)錄因子家族由Snail1（Snail）、Snail2（Slug）和Snail3（SMUC）組成[19]，并對順鉑、5-氟尿嘧啶、吉西他濱等產(chǎn)生耐藥性[20]。Lan 等[21]證實，骨形態(tài)發(fā)生蛋白拮抗劑Gremlin 1 在間質(zhì)PDAC 細(xì)胞中高表達(dá)，能抑制Snai1 和Slug 的表達(dá)，從而限制了EMT 的可塑性。Fujiwara 等[22]驗證，在高級別胰腺上皮內(nèi)瘤變中的Slug 呈陽性往往預(yù)示著更好的預(yù)后，且在Twist1和ZEB1 中表達(dá)不顯著?？赡芘cSnai 下游一些代表PDAC 生長力基因有關(guān)，此外還發(fā)現(xiàn)EMT 可能在高級別胰腺上皮內(nèi)瘤變發(fā)展為PDAC 起著重要作用。Yi等[23]發(fā)現(xiàn)，鳥嘌呤核苷酸解離抑制因子2（Rho GDP dissociation inhibitor2，RhoGDI2）上調(diào)刺激Snail 的表達(dá)，導(dǎo)致E-cadherin 和Vimentin 的表達(dá)改變，賦予PC細(xì)胞更強(qiáng)活性。此外，RhoGDI2 的過度表達(dá)增強(qiáng)了PL45 PC 細(xì)胞對吉西他濱誘導(dǎo)的凋亡的抵抗力，而RhoGDI2 的缺失則減弱了Patu8988PC 細(xì)胞對吉西他濱的抵抗力。因此，RhoGDI2 可能是腫瘤化療耐藥的陽性介質(zhì)。

3.2 Twist 因子

Twist1 和Twist2 屬于堿性螺旋環(huán)螺旋轉(zhuǎn)錄因子家族。Twist1 的表達(dá)增加介導(dǎo)了關(guān)鍵的上皮標(biāo)志物E-cadherin 的丟失，同時使N-cadherin 和vimentin 的表達(dá)上調(diào)，導(dǎo)致細(xì)胞黏附減少，促進(jìn)細(xì)胞運動[24]。Chen等[25]發(fā)現(xiàn)，PC 基因BC037916 消除后miR-3145-3p 表達(dá)顯著增加，又得知Twist 是miR-3145-3p 唯一潛在靶點，miR-3145-3p 可直接與Twist 3-非編碼區(qū)結(jié)合，導(dǎo)致PANC-1 細(xì)胞中Twist 表達(dá)下降。Wang等[26]證明，Twist1 是PDAC 中瓦氏效應(yīng)的關(guān)鍵轉(zhuǎn)錄因子，通過靶向糖酵解基因，增強(qiáng)PDAC 細(xì)胞葡萄糖的代謝能力及乳酸的釋放，進(jìn)而為腫瘤細(xì)胞的生長和轉(zhuǎn)移提供優(yōu)勢。研究發(fā)現(xiàn)[27]，PDAC 腫瘤衍生的激活素A作用于骨骼肌細(xì)胞進(jìn)而增加Twist1 的表達(dá)，誘導(dǎo)肌肉特異性泛素連接酶的表達(dá)上調(diào)，推動PDAC 中肌肉蛋白質(zhì)的降解和隨后的肌肉惡病質(zhì)。

3.3 E 盒結(jié)合鋅指蛋白1（zinc finger E-box binding homebox1,ZEB1）因子

ZEB1 屬于ZEB 轉(zhuǎn)錄因子家族，ZEB1 蛋白可以觸發(fā)對上皮基因黏附和緊密連接的喪失、橋粒和中間絲的成分改變，同時積極調(diào)節(jié)Vimentin、N-cadherin促進(jìn)分化過程[28]。Sangrador 等[29]實驗表明，在Kirsten鼠類肉瘤基因突變的背景下，ZEB1 單倍性不足顯著延遲了PC 的發(fā)病。ZEB1 是黏膜成纖維細(xì)胞的轉(zhuǎn)錄調(diào)節(jié)因子，也是成纖維細(xì)胞轉(zhuǎn)化為肌成纖維細(xì)胞所必需的介體。因此，ZEB1 作為胰腺星狀細(xì)胞的轉(zhuǎn)錄調(diào)控因子，直接控制其肌成纖維細(xì)胞表型，維持其癌癥特性。ZEB1 在癌前病變和癌癥病變周圍出現(xiàn)的肌成纖維細(xì)胞中顯著表達(dá)。Liu 等[30]發(fā)現(xiàn)，ZIP4 基因激活信號傳導(dǎo)及轉(zhuǎn)錄激活蛋白3，上調(diào)鋅依賴的EMT 轉(zhuǎn)錄因子ZEB1。ZEB1 誘導(dǎo)的α3β1整合素下調(diào)吉西他濱攝取蛋白ENT1，通過激活MAPK/JNK 通路增加耐藥性。

4 中藥通過抑制EMT 治療胰腺癌

近年來，多種中藥單體成分及中藥復(fù)方在臨床中廣泛運用，其能通過抑制與EMT 有關(guān)蛋白或通路，進(jìn)而減弱PC 細(xì)胞增殖能力，促進(jìn)細(xì)胞凋亡，也為臨床治療提供強(qiáng)有力的理論依據(jù)。

4.1 中藥單體成分

Chen 等[31]實驗發(fā)現(xiàn)，厚樸酚和TGF-β1同時作用于癌細(xì)胞時，E-cadherin 和Smad2/3 的磷酸化水平顯著降低，達(dá)到抑制PC 細(xì)胞的侵襲行為的目的。研究發(fā)現(xiàn)[32]，姜黃素可調(diào)控的PC 的EMT 相關(guān)E-cadherin、vimentin 表達(dá)的變化。寧曉燕等[33]實驗發(fā)現(xiàn)，在PC 腫瘤干細(xì)胞中加入姜黃素后，Wnt1、β-catenin 和周期蛋白-D1（Cyclin D1）的mRNA 轉(zhuǎn)錄水平明顯下調(diào)，從而抑制Wnt/β-catenin 信號通路激活。陳偉毅等[34]指出，青藤堿作用于PC 細(xì)胞24 h 后明顯發(fā)現(xiàn)E-cadherin不斷上調(diào)，N-cadherin、vimentin 表達(dá)下降，但進(jìn)而發(fā)現(xiàn)激活PI3K/Akt 通路能逆轉(zhuǎn)青藤堿對PC 細(xì)胞EMT的抑制作用。王自闖等[35]研究發(fā)現(xiàn)，經(jīng)白花蛇舌草提取物處理后的人胰腺癌SW1990 細(xì)胞，通過激活Hippo-YAP 信號通路，使N-cadherin、Vimentin、Snail蛋白表達(dá)量下調(diào)抑制EMT 進(jìn)程。

4.2 中藥復(fù)方

研究發(fā)現(xiàn)[36]，清胰化積方使PANC-1 中STAT1 水平的升高，磷脂酰肌醇3-激酶、蛋白激酶B 和哺乳動物雷帕霉素靶蛋白的表達(dá)水平的降低，有效抑制PANC-1 細(xì)胞的增殖，促進(jìn)細(xì)胞凋亡和自噬。清胰化積方聯(lián)合順鉑通過調(diào)節(jié)TGF-β/Smad 通路，顯著降低TGF-β 在PC 中晚期表達(dá)，降低腫瘤細(xì)胞高表達(dá)Smad7、Smad3、Smad8 因子水平，有效抑制PC 細(xì)胞向周圍浸潤以及新血管生成[37]。蘇全武等[38]發(fā)現(xiàn)，自擬方補(bǔ)氣通絡(luò)解毒方灌腸有效影響胰腺癌模型小鼠SHH蛋白濃度，促使SHH 基因表達(dá)下降，足療程后，可使其恢復(fù)到正常水平。費洪新等[39]發(fā)現(xiàn)丹溪痛風(fēng)方通過調(diào)節(jié)Hedgehog 通路活化水平，下調(diào)SHH、Ptch1、Smo蛋白及Gli1 水平，減少下游相關(guān)的信號表達(dá)，抑制PCBxPC-3 細(xì)胞的擴(kuò)散轉(zhuǎn)移。

5 小結(jié)

EMT 相關(guān)分子標(biāo)志物、轉(zhuǎn)錄因子及信號通路對于PC 疾病進(jìn)程有著前瞻性意義，也是預(yù)后不良及產(chǎn)生耐藥性的重要因素。因此，可以作為PC 評估病情、優(yōu)化診療的主要參考，提高PC 患者生存率，在此基礎(chǔ)上，探究了中藥對PC 產(chǎn)生明顯療效的作用機(jī)制，也為與化療藥物聯(lián)合治療提供理論依據(jù)，從而開拓中西醫(yī)結(jié)合治療的新思路，但由于PC 惡性程度高，在中醫(yī)藥治療上局限性較強(qiáng)。因此，仍需統(tǒng)一PC 中醫(yī)辨證分型，發(fā)掘有效中藥成分進(jìn)行實驗機(jī)制研究，在臨床中積累治療PC 的有效方劑，開展大樣本的多中心的隨機(jī)對照試驗，不斷發(fā)揚(yáng)傳統(tǒng)中醫(yī)藥在PC 中的作用。