中藥通過EMT 調節腫瘤細胞侵襲轉移的作用機制進展

王慶蘭 潘 岑 鄭永法

武漢大學人民醫院腫瘤Ⅱ科，湖北武漢 430060

腫瘤侵襲轉移是癌癥導致死亡的主要原因。上皮-間質轉化（EMT）是指極化的上皮細胞通過其基底表面與基底膜相互作用，發生多種生化改變，使其能夠呈現間充質細胞表型，包括增強細胞遷移、侵襲能力，抵抗細胞凋亡，增加細胞外基質成分[1]。目前認為EMT 主要涉及幾種信號通路和一些轉錄因子及蛋白，如轉化生長因子-β（TGF-β）、WNT、Notch 以及EMT 調節因子、基質金屬蛋白酶（MMPs）等，進而參與腫瘤的侵襲及轉移過程。因此，EMT 可能成為治療腫瘤侵襲轉移的作用靶點，已有研究顯示多種中藥成分可作用于EMT 過程進而調節腫瘤細胞的侵襲轉移。本文從EMT 與腫瘤細胞侵襲轉移關系的角度出發，概述中藥對EMT 過程的調節從而影響腫瘤細胞侵襲轉移的作用機制。

1 中藥對TGF-β 信號通路的作用

1.1 TGF-β 信號通路與EMT

TGF-β 是一種腫瘤抑制基因，主要調節細胞增殖、細胞分化、凋亡和基質積聚，由間充質基質和炎癥細胞產生。最近已有研究顯示TGF-β 信號傳導在腫瘤癌發生和轉移中發揮雙重作用，在腫瘤進展過程中，下調TGF-β 介導的生長抑制反應，可導致EMT 反應上調[2]。TGF-β 主要通過結合Ⅰ/Ⅱ型絲氨酸-蘇氨酸激酶受體，并通過Smad 依賴性和獨立的TGF-β 受體信號傳導途徑調節轉錄[3]，這些Smad 依賴性/獨立信號通路協作產生EMT 調節的轉錄因子，包括Snail，Slug 和Twist[4-5]。此外，TGF-β 可以與其他信號傳導途徑 如Notch、Wnt/β-catenin、NF-κB 和RTKs 交互作用，以激活完整的EMT 過程并調節侵襲性/轉移性腫瘤細胞的間充質表型[6]。

1.2 中藥對TGF-β 信號通路的影響

人參皂苷Rg3（Rg3）是一種從中藥人參中提取的活性藥物成分，對各種癌癥均有抗腫瘤作用。Wang 等[7]發現Rg3 可通過逆轉TGF-β 誘導的形態轉變以及EMT 標記蛋白改變，從而阻礙鼻咽癌細胞HNE1 和CNE2 細胞系中的細胞遷移和侵襲。Huang 等[8]研究結果顯示Berberine（黃連素）通過介導TβRⅡ、Smad2 和p-Smad3 的表達發揮抗EMT 和抗遷移作用。He 等[9]在研究補肺湯在肺癌中的作用時，發現其通過抑制TGF-β1 誘導A549 細胞的EMT，從而抑制其惡性表型。中藥配方養肝解毒散是治療肝癌的中藥配方，Hu等[10]發現其可以抑制TGF-β1 誘導的人肝癌Bel-7402細胞EMT 和轉移潛能，為該藥方預防肝癌轉移提供了新的依據。因此，中藥可通過對TGF-β 信號通路的作用影響腫瘤細胞EMT 過程。

2 中藥對Wnt 信號通路的作用

2.1 Wnt 信號通路與EMT

Wnt 信號通路開始于Wnt 與其卷曲受體的連接，其通過失去APC 復合物，細胞-細胞黏附和E-cadherin 來增強β-catenin 的維持，之后，β-catenin 在細胞核內組裝形成β-catenin/TCF/LEF 轉錄復合物，從而激活與EMT 連鎖的Wnt 信號傳導途徑[11-12]。

2.2 中藥對Wnt 信號通路的影響

蟾毒靈是一種從蟾蜍的皮膚和腮腺毒腺中獲得的傳統中藥成分，在各種癌癥中具有顯著的抗腫瘤作用，研究者發現其在體內和體外均可以阻止侵襲和轉移，其作用機制可能涉及下調Wnt/ASCL2 的表達[13]。Wu 等[14]研究首次顯示肉桂醛能夠通過終止Wnt/βcatenin 途徑抑制EMT 從而抑制NSCLC 細胞生長，這可能給進一步了解肉桂醛介導的抗NSCLC 抗腫瘤效果提供參考，以獲得更好的預后。Zhang 等[15]認為姜黃素可通過下調Wnt 信號傳導途徑和上調結腸癌細胞中NKD2 的表達來抑制腫瘤EMT。由此可見，中藥可通過下調Wnt 信號通路從而抑制EMT 過程。

3 中藥對Notch 信號通路的作用

3.1 Notch 信號通路與EMT

Notch 信號傳導是一個關鍵的進化過程，通常維持細胞增殖，分化和凋亡，它也激活NF-κB 途徑，并平衡EMT 的TGF-β 組成[16-17]。研究顯示，TGF-β 通過Smad3 上調Notch 活性，然后上調Jagged1 和HEY1，增加抑制E-cadherin 的Slug 表達。因此，HEY 被認為是乳腺癌的強烈標志物，其傾向于激活Jagged1-Notch-Slug 信號傳導軸。此外，這種Slug 誘導的EMT之后還伴有β-catenin 的活化，具有對導致乳腺癌轉移的失巢凋亡的抗性[18]。

3.2 中藥對Notch 信號通路的影響

通過逆轉EMT 和Notch-1，蝙蝠葛諾林堿（Daurinoline）可抑制化學抗性的人非小細胞肺癌細胞的遷移和侵襲[19]。Su 等[20]發現黃芩素處理可下調A549 和H1299 細胞中Notch1 和hes-1 的表達，提示黃芩素可抑制Notch 信號通路，同時，又通過上調E-cadherin，下調Twist1 和Vimentin，從而顯著抑制細胞侵襲和EMT 過程。

4 中藥對EMT 調節因子的作用

4.1 調節因子與EMT

EMT 的一個顯著特征是關鍵上皮細胞-細胞黏附分子E-cadherin 的下調表達。已有研究顯示[21]Ecadherin 有助于上皮細胞成片增生并且控制上皮細胞表型。此外，更多數量的已知信號傳導途徑參與EMT 的調節，包括許多轉錄因子以及Snail/Slug 家族，Twist，βEF1/ZEB1，SIP1/ZEB2 和E12/E47。響應上述信號和行為可以作為EMT 程序的主分子開關。最近的研究報道，snail 是EMT 中最重要的轉錄因子，并被視為E-cadherin 的轉錄抑制因子,還研究了snail 通過下調其他上皮分子如claudins、occludins 和mucin-1的表達來抑制E-cadherin 的表達并啟動與間充質和侵襲性表型相關的基因的表達[22-23]。

4.2 中藥對EMT 調節因子的影響

Tong 等[24]認為，與Twist 和Slug 相比，Snail 是結腸癌預后的更重要的EMT 轉錄因子，而芹菜素能有效抑制Snail 的活性，通過NF-κB/Snail 途徑在體外和體內抑制人結腸癌細胞的EMT，遷移和侵襲。Cao等[25]證明姜黃素通過抑制Smad2 磷酸化和核轉位來抑制TGF-β1 誘導的EMT，然后抑制Smad2 與Snail的啟動子結合來抑制Snail 的轉錄表達。解毒散肝湯也可通過增強E-cadherin 表達和減弱EMT 促進因子如N-cadherin、Slug 和ZEB1 的蛋白水平來逆轉EMT[26]。

5 中藥對MMPs 的作用

5.1 MMPs 與EMT

MMPs 在調節胚胎發生和組織形態發生中起重要作用，包括傷口愈合和細胞生長。此外，它具有在所有細胞外基質（extracellular matrix，ECM）附近崩解和基底膜組分的能力，并且能夠促進惡性腫瘤的發生和發展[27-28]。已有研究顯示[29-30]TGF-β 通過誘導MMP-2和MMP-9 的表達來增強乳腺癌細胞的致瘤性和侵襲性，這與上調的MMP 表達在介導幾種癌癥中的獲得性侵襲性表型中的重要性一致。實際上，異常的MMP表達（例如，MMP-7 或基質溶解素）會促進乳腺纖維化和結締組織病的發展。相應地，MMP-3 上調足以增強肺和乳腺纖維化，并且還可以促進癌癥中的EMT[31-32]。

5.2 中藥對MMP 的影響

Wang 等[33]認為苦參堿增加E-cadherin 表達并降低Vimentin、MMP-2、MMP-9、鋅指蛋白SNAI1 和鋅指蛋白SNAI2 的表達水平，并由此推斷其抗腫瘤轉移作用可能與EMT 有關。Jiang 等[34]發現鹽酸青藤堿通過抑制MMP-2/9 的表達和逆轉內源性和外源性EMT來抑制人膠質母細胞瘤細胞的轉移。Huang 等[35]在研究苦參堿的抗癌作用時，發現其通過ROS/NF-κB/MMPs途徑抑制胰腺癌細胞的遷移和侵襲。由此可見，MMPs的表達可以促進腫瘤細胞的EMT 過程，而中藥可以通過抑制MMPs 進而抑制EMT。

6 總結

EMT 與變形的上皮細胞能獲得侵襲、抵抗凋亡并廣泛散播的能力密切相關，在腫瘤細胞侵襲及轉移的過程中，EMT 可被短暫或持續性地激活，并異化腫瘤細胞[21]。不論是在基礎研究還是臨床應用中，中藥治療腫瘤已經取得了令人鼓舞的成就，并積累了相當多的經驗。在癌癥治療的某個階段，中醫在特定方面具有優于西醫的優勢，并且中藥在防治腫瘤方面的一個重要優勢就是減少腫瘤復發和轉移。因此，深入研究腫瘤細胞EMT 過程及相關調控機制，明確中藥及EMT 在腫瘤細胞侵襲轉移過程中的作用，有利于尋找EMT 過程的治療靶點，從而為腫瘤惡性發展提供新的治療思路和方向。