上皮間質細胞轉化在腫瘤侵襲轉移及化療耐藥中的作用

彭凱麗，陳宏輝

上皮間質轉化（epithelial to mesenchymal transition，EMT）是指在某些特定的生理條件及病理狀態(tài)，上皮細胞失去上皮表型而向間質細胞轉變，在這一過程中上皮細胞失去極性，細胞間以及細胞與基底膜的連接減弱，細胞外基質重塑，從而使上皮細胞轉變?yōu)檫w移、侵襲、抗凋亡能力更強的間質細胞［1］。在演變過程中伴隨著上皮黏附分子（如E-cadherin、β-catenin）的表達缺失或下調及間質表型蛋白（如vimentin、N-cadherin）的表達或上調。1968年，ELizabeth在雞胚原條形成模型中首次提出 “上皮間質轉變”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移，逐漸將“上皮間質轉化”替代“轉變”。2003年，國際EMT第一次會議則將“上皮間質轉分化”及“上皮間質轉變”通稱為“上皮間質轉化”。EMT根據(jù)不同的生物學環(huán)境可分為三型：1型EMT與胚胎形成及器官的發(fā)育相關；2型EMT與組織的損傷修復及再生和器官的纖維化相關；3型EMT與腫瘤的發(fā)生、發(fā)展及轉移相關。原發(fā)性腫瘤通過3型EMT使其形成具有遷移及侵襲能力的間質細胞。目前研究發(fā)現(xiàn)EMT對腫瘤的發(fā)生、發(fā)展及轉移、耐藥具有重要意義［2，3］。

1 參與誘導或調控細胞發(fā)生EMT的因素

目前認為EMT的發(fā)生包含一系列的過程，上皮細胞與周圍組織細胞-細胞和細胞-細胞外基質ECM的相互作用改變及細胞骨架重組，賦予其有移動能力的三維的ECM并且具有一個新的轉錄程序維持的間充質的表型。在EMT進程中，參與誘導細胞發(fā)生EMT的因素眾多，涉及多條信號通路、轉錄因子及相關基因。多種生長因子、激酶類蛋白、轉錄因子等通過信號通路或直接調控細胞發(fā)生EMT，比如常見生長因子轉化生長因子β（transforming growth factor beta，TGF-β）［4］可通過整合素 B1 信號傳導途徑促進Smad3分子依賴的基因轉錄，或通過有絲分裂原活化蛋白激酶途徑（p38/MAPK）介導的信號轉導途徑影響基因表達，促進EMT的發(fā)生［5］；血 管內皮生長因子［6］（vascular endothelial growth factor，VEGF）也可通過自分泌促進細胞發(fā)生EMT。目前發(fā)現(xiàn) Snail、Slug、ZEB1、Twist、Smad、 核轉入因子-κb（NF-κb）等轉錄因子與 EMT密切相關。 如snail可抑制E-cad的表達以及上調波形蛋白的表達，也可通過B-cat/T細胞因子-4信號通路促進EMT發(fā)生，NF-kb可通過蛋白激酶 B（PKB）上調snail表達，也可通過抑制E-cad蛋白表達并上調ZEB2、ZEB1 因子而加快 EMT 的發(fā)生［7］。 目前研究比較熱門的MicroRNA在EMT調控中也發(fā)揮重要的作用，研究顯示，MicroRNA主要通過上調ZEB1、ZEB2 因子誘導 EMT 發(fā)生［8，9］。 關于蛋白激酶，目前研究較多的是G-蛋白偶聯(lián)受體酪氨酸可通過絲裂原活化蛋白激酶（MAPK）信號通路將胞外信號轉入核內，影響相關基因表達，介導EMT發(fā)生。

通過一系列改變，細胞發(fā)生EMT，獲得間質細胞特性，增強其遷移性、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］等指標與幾乎所有腫瘤有關，因此對EMT經(jīng)典指標的進一步探討可能為臨床治療提供新的突破點。

2 EMT在腫瘤侵襲與轉移中的作用

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

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

3 EMT促進腫瘤化療耐藥形成

腫瘤細胞的分化狀態(tài)與化療敏感性密切相關。近年研究顯示，EMT可能參與肺癌、胰腺癌、乳腺癌、肝癌等腫瘤細胞耐藥形成。研究表明，EMT會降低肝癌細胞對化療的敏感性，如表皮生長因子受體靶向治療中，上皮細胞比間質細胞更敏感［17］。基底型的膀胱癌表現(xiàn)為明顯的間質細胞特點，它不僅有復發(fā)轉移的特點，耐藥性也更高［18］，這說明EMT涉及原發(fā)性腫瘤耐藥的機制。但有學者發(fā)現(xiàn)，EMT也與獲得性耐藥有關，Chung等［19］發(fā)現(xiàn)在肺癌細胞臨床標本中，經(jīng)厄洛替尼治療后，殘留的腫瘤細胞發(fā)生了EMT現(xiàn)象，主要表現(xiàn)為波形蛋白等間質表型的升高，他們提出EMT是獲得性耐藥及腫瘤復發(fā)的重要原因之一。Maseki等［20］通過逐步提高吉非替尼濃度建立頭頸部鱗癌細胞耐藥株，然后檢測發(fā)現(xiàn)E-鈣黏蛋白的損失，取得波形蛋白等間質表型的表達。Jia等［21］用類似的研究策略獲得紫杉醇耐藥性的NOS2卵巢癌細胞株，同樣表現(xiàn)出snail、MTI-MMP表達水平升高。事實上研究發(fā)現(xiàn)很多調控EMT相關的調控因子zebl，zeb2，snail等均發(fā)現(xiàn)與不同腫瘤的耐藥有關。

4 調控EMT降低腫瘤侵襲轉移及化療耐藥的策略

目前手術與化療是治療惡性腫瘤最常用的手段，但腫瘤的侵襲轉移及耐藥性往往是化療失敗及預后不良的重要因素。腫瘤EMT發(fā)生受復雜的信號通路、轉錄因子及相關基因調控，這些信號通路、轉錄因子及相關基因也誘導著腫瘤侵襲轉移和細胞耐藥，目前可通過靶向EMT減少腫瘤侵襲轉移及降低化療耐藥，EGFR-TKI藥物已被證實是有效殺害腫瘤細胞的藥物之一，不但能抑制腫瘤的侵襲轉移，還能促進細胞間質表型轉化為上皮表型。另外，通過藥物或基因干擾技術降低相關轉錄因子的表達進而抑制EMT過程，也是降低腫瘤侵襲轉移及降低化療耐藥的策略之一，如Lim等［22］通過基因檢測發(fā)現(xiàn) ARID2通過下調 cyclinD1、cylinE1和CD44表達，能顯著控制癌細胞的侵襲和轉移能力，為尋找抗腫瘤治療的新靶位奠定基礎。研究發(fā)現(xiàn)HDACs、twist、AXL等能夠獨立抑制E鈣黏蛋白表達，進而導致EMT，據(jù)此開發(fā)一些該基因抑制藥物或許也可達到此效果，目前仍是研究熱點。

綜上可見，EMT在腫瘤發(fā)生侵襲轉移及腫瘤耐藥中的重要作用逐漸被人們所認識，以EMT為靶點的新型抗腫瘤藥物和治療途徑的研究已經(jīng)成為該領域的研究熱點。但腫瘤細胞發(fā)生EMT和耐藥機制復雜，涉及信號通路及基因之間有交叉但又有個性化差異，未來可通過基因檢測和分析或許可有效實現(xiàn)腫瘤患者的個性化治療，降低腫瘤侵襲轉移及化療耐藥。但未來以EMT為靶點的個性化治療，將需要予以更多精力去探索。

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