不同信號通路對于E鈣黏蛋白參與甲狀腺癌上皮間充質化作用的研究進展

吳沛龍，張景斌

(1.長春中醫藥大學臨床醫學院，吉林 長春 130000；2.吉林省人民醫院，吉林 長春 130021)

甲狀腺癌(TC)是一種常見的內分泌惡性腫瘤，在世界范圍內發病率迅速上升，據統計，女性的新發病例和死亡人數明顯高于男性的相關數據[1]。根據北京大學腫瘤醫院流行病學研究室估計，2022年，TC將成為我國新增癌癥發病率排名第7的癌癥類型，占據年度新增癌癥患者總人數的4.7%，同時為女性新增癌癥發病率排名第4的癌癥類型，占據年度新增癌癥患者總數的7.8%[2]。TC病理分型包括分化型TC(DTC)和未分化型TC(UTC)。兩者均可發生淋巴結轉移、肺轉移，同樣容易發生遠處骨轉移，影響患者的預后和生存預期[3]。TC的轉移和侵襲性均與上皮-間充質轉化(EMT)相關[4]。

EMT是指上皮細胞在某些因子的調控下失去作用，破壞穩定的細胞結構，重組細胞骨架，導致細胞間連接減弱或消失。最終導致細胞表達較強的間質性[5]。惡性腫瘤中的EMT是腫瘤轉移和侵襲的一個必要過程，其參與細胞的生長發育，調節細胞的黏附[6-9]。EMT的特征是上皮標志物E鈣黏蛋白，及間質標志物N鈣黏蛋白的低水平表達和波形蛋白(Vimentin)的高水平表達[5]。

E鈣黏蛋白又稱上皮細胞黏附分子Cadherin-1(Cadherin1,Cdh1)，是鈣黏附蛋白超家族中的經典黏附蛋白之一，主要表達于上皮細胞[6,10]。E鈣黏蛋白的功能是維持細胞黏附和上皮結構的完整性，是 EMT發生的關鍵標志物[9,11]。根據上皮性腫瘤的生理特點，其侵襲性增加與E鈣黏蛋白的低表達有關[6,10]。如在結直腸癌、胃癌、乳腺癌等癌癥中，E鈣黏蛋白已被鑒定為影響EMT的抑癌基因，與TNM分期、淋巴結轉移、囊外浸潤及遠期生存率密切相關[12]。此外，近年來，關于抑制EMT和E鈣黏蛋白的表達調控TC的轉移的研究也越來越多[13,14]。研究發現，甲狀腺腫瘤中的E鈣黏蛋白受多種信號通路的影響，如：Wnt、PI3K/AKT,ERK1/2和核因子(NF)-κB。因此，對E鈣黏蛋白在甲狀腺腫瘤中的表達及甲狀腺腫瘤中各種信號通路對于E鈣黏蛋白的表達的調控機制做一綜述，為甲狀腺腫瘤的早期診斷和治療提供靶點和新思路。

1 Wnt/β-catenin信號通路對E鈣黏蛋白的調控

Wnt信號通路包括經典的Wnt通路(Wnt/β-catenin)、非經典Wnt通路和Wnt/Ca2+通路，其中Wnt/β-catenin信號通路是研究最廣泛、最充分的通路。Wnt/β-catenin信號通路的活性取決于細胞質中的β-catenin含量[15]。當Wnt信號被激活時，Wnt配體與相關受體結合，形成復合物，從而抑制β-catenin的磷酸化，導致β-catenin在細胞質中的富集和細胞核內的轉移，調控下游靶基因，影響細胞凋亡和增殖[16]。

已有相關研究表明，Wnt/β-catenin信號通路的激活可以促進TC干細胞的增殖特性[15]。FOXN3在TC細胞中具有抗腫瘤作用，可通過下調β-catenin蛋白表達，上調E鈣黏蛋白表達，抑制EMT的發生[17]。而激活Wnt/β-catenin信號通路后，FOXN3表帶受一直，E鈣黏蛋白表達水平下降，促進了侵襲遷移和EMT的發生[18]。β-catenin除了作為Wnt信號通路的中介參與基因調控這一機制外，還在Wnt信號缺失的情況下與E鈣黏蛋白形成復合物，該復合物與α-catenin和γ-catenin連接形成黏附連接，從而發揮黏附作用，維持細胞間的穩定[19-20]。β-catenin和E鈣黏蛋白形成的復合物的表達異常與甲狀腺腫瘤的轉移和復發密切相關。臨床研究表明β-catenin的異常表達和甲狀腺乳頭狀癌患者細胞膜上E鈣黏蛋白的表達缺失，可能導致患者遠期生存率降低。但當上述異常條件改善后，腫瘤生長趨勢減緩[21]。使用Wnt抑制劑(DKK-1)可引起β-catenin在細胞質中積累，促進其與E鈣黏蛋白形成復合物，維持細胞穩定性及細胞間的黏附性，抑制EMT的發生，從而減少腫瘤細胞的轉移和侵襲[22]。另一方面，它們的異常表達與甲狀腺腫瘤的惡性程度有關。研究表明，隨著分化程度的增加，E鈣黏蛋白在細胞膜和細胞質中表達水平上升，而β-catenin則表達在細胞質中，E鈣黏蛋白和β-catenin在分化程度低時幾乎消失。其表達水平與TNM分期呈現負相關，既TNM分期程度越高，表達水平越低[23]。

2 TGF-β參與了E 鈣黏蛋白的調節

在腫瘤中，由于腫瘤的分級和分期不同，TGF-β的功能復雜多樣，其不僅可以在早期作為一種抑制因子，抑制腫瘤細胞的發生和發展，而且能夠在晚期抑制腫瘤細胞的轉移和侵襲[24-25]。TGF-β途徑包括經典途徑和非經典途徑，其中TGF-β經典途徑在EMT的發生中起主要作用。相關文獻顯示，在腫瘤進展后期，TGF-β通過下調E鈣黏蛋白的表達水平影響腫瘤細胞的轉移[26-27]。例如，在甲狀腺濾泡膜性癌小鼠模型(TrbPV/PV小鼠)中，TGF-β/Smad2/3信號通路的持續激活可導致E鈣黏蛋白的表達水平降低，從而促進EMT的發生[28-29]。

TGF-β經典信號通路，又稱為Smad信號通路，在Smad信號通路中，TGF-β配體特異性結合T-β RⅠ和T-β-RⅡ受體，將信號傳遞到細胞內，誘導Smad2磷酸化，而Smad6和Smad7通過競爭性結合T-β-R到Smad2和Smad3，抑制TGF-β經典途徑的發生[24]。已發現TGF-β通過多種途徑調控TC中E鈣黏蛋白的表達，從而參與TC的侵襲轉移。例如，有實驗表明，通過下調Smad3的泛素連接酶Smurf，可以影響甲狀腺癌中TFG-β/Smad通路，從而下調EMT標志物E鈣黏蛋白的表達[30]。其他研究發現TGF-β/Smad2/3通路同樣能夠抑制E鈣黏蛋白的表達[31-32]。這可能與轉錄因子Snail和抑癌基因BRAFV600E的調控有關。有研究表明，甲狀腺腫瘤中BRAFV600E基因突變可抑制E鈣黏蛋白的表達，誘導EMT的發生，其在甲狀腺腫瘤中的異常表達增加TGF-β的分泌，表現為E鈣黏蛋白表達下降，進而同樣誘導EMT的發生[29,33]。然而，TGF-β的作用是極其復雜的。與之前的研究不同,一項臨床研究發現,TC的轉移與TGF-β無關，但可能與BRAFV600E在甲狀腺腫瘤的過表達和轉錄因子Snail的激活有關,抑制了鈣黏蛋白的表達,最終促進了EMT的發生[33]。這進一步表明TGF-β相關通路可調控E鈣黏蛋白的表達并影響EMT的發生，進而影響TC的轉移。

3 PI3K/AKT和MAPK信號通路參與E鈣黏蛋白的調控

PI3K/AKT是一種常見的細胞內信號通路。已有研究發現，PI3K/AKT信號通路不僅參與細胞增殖和凋亡，而且在腫瘤生長、轉移和腫瘤血管生成中發揮重要作用[34-35]。研究發現TC中E鈣黏蛋白的低表達與P13K/AKT信號通路的激活有關。TC中的PI3K/AKT信號通路與原癌基因過表達、抑癌基因低表達密切相關。如TC中過表達的原癌基因HPIP、CUX2、miR107和miR-144-3p可激活PI3K/AKT信號通路，抑制E鈣黏蛋白的表達，從而誘導EMT的發生[36-39]。然而，抑癌基因miR-146b和ING5在TC中的低表達并不能通過抑制PI3K/AKT的表達，從而導致E鈣黏蛋白的低表達，誘導EMT的發生[40-41]。

從以上可以看出，在TC中激活PI3K/AKT信號通路的基因很多。有研究發現，激活AKT可以降低相關蛋白的表達，破壞腫瘤細胞間的黏著連接結構(由E鈣黏蛋白、α-catenin、β-catenin和p130Cas蛋白組成)。AKT的激活可直接誘導Snail的表達，進而抑制E鈣黏蛋白的表達，促進EMT的發生。AKT的活化也存在于TC中，AKT的活化可導致E鈣黏蛋白低表達，進而誘導EMT的發生[42]。從基因到PI3K/AKT信號通路的激活似乎與PTEN和BRAFV600E相關。PTEN和BRAFV600E是TC中被證實的突變基因，它們與甲狀腺癌惡性腫瘤的臨床表現密切相關[43-45]。PI3K分子分為三類，其中PI3K Ⅰ與癌變密切相關[46]。位于脂膜內部的PIP2的磷酸化，促進PIP3的磷酸化，在AKT被募集到膜上后，與之結合形成p-AKT，最終激活PI3K/AKT信號通路[34]。

PTEN作為一種腫瘤抑制因子，可以通過終止PI3K/AKT通路的信號轉導，逆轉PIP3的磷酸化和AKT向內膜的募集[47-48]。如抑制miR-146b在TC中的表達可以促進PTEN的表達，進而抑制AKT的激活，通過促進E鈣黏蛋白的表達，抑制EMT進程[40]。此外，F-box11、HPIP、DTX等基因也可通過PI3K/AKT通路調控E鈣黏蛋白，但其機制尚不清楚[49-50]。

另外，有研究發現PI3K/AKT信號通路的激活可能與m2樣巨噬細胞有關。已有研究證明當m2樣巨噬細胞與TC細胞共培養時， m2樣巨噬細胞可分泌胰島素樣生長因子(IGF)-1和IGF-2，激活PI3K/AKT信號通路，抑制E鈣黏蛋白的表達，從而誘導EMT的發生[29]。絲裂原活化蛋白激酶(MAPK)通路是一種通過磷酸級聯信號(Ras/RAF/ MEK/ERK)激活絲裂原活化蛋白(MAP)的通路，通過細胞內級聯蛋白最終向細胞核傳遞信號，參與胚胎發育、細胞分化、增殖和死亡等過程[51]。研究發現TC中RET和TRK重排、BRAF和Ras突變以及MAPK通路中的B-Raf激酶可導致MAPK/ERK、JNK/SAPK和p38/MAPK信號通路的異常表達。沉默TC中的Kin17,DPP4基因片段可抑制ERK1/2、JNK1和P38，同時促進E鈣黏蛋白的表達，這可能與沉默上述基因片段可抑制MAPK/ERK、JNK/SAPK和P38/MAP信號通路有關[52-53]。TC中MAPK/ERK信號通路通過促進轉錄因子Snail和slug的表達來抑制E鈣黏蛋白的表達[54]。

低表達的E鈣黏蛋白在TC中促進腫瘤細胞的侵襲和遷移，從而誘導EMT的發生。調控這一過程的信號通路包括Wnt/β-catenin、PI3K/AKT、MAPK等。E鈣黏蛋白作為黏附在細胞膜上的蛋白質，當腫瘤細胞發生轉移時，分解為可溶于細胞外基質和血液中的分子，因此在患者血清中可以檢測到E鈣黏蛋白的變化。血清E鈣黏蛋白在甲狀腺乳頭狀癌中的表達高于良性結節和正常組織，而E鈣黏蛋白在甲狀腺乳頭狀癌中的表達低于癌旁組織，并與淋巴轉移、遠處轉移等惡性表型顯著相關[55]。已有研究發現，TC伴淋巴轉移更容易發生E鈣黏蛋白甲基化和E鈣黏蛋白低表達。隨著惡性程度的增加，E鈣黏蛋白陽性表達率逐漸降低，與臨床分期高、遠處淋巴結轉移、囊外浸潤及無病生存率低呈負相關。而在胃癌、乳腺癌、卵巢癌等腫瘤中，E鈣黏蛋白誘導的EMT低表達也與腫瘤的侵襲性相關，成為腫瘤患者獨立的預后因素[56]。通過抑制E鈣黏蛋白，減少細胞之間的接觸，誘導EMT的發生，導致甲狀腺腫瘤的轉移。從體外和體內研究來看，E鈣黏蛋白可能是腫瘤侵襲性、遠處轉移和淋巴結轉移等惡性表型的一個有前景的生物標志物，這可能使E鈣黏蛋白成為TC早期診斷和預后的一個指標。提示E鈣黏蛋白可能為甲狀腺腫瘤的診斷提供依據，并有助于甲狀腺腫瘤的惡性程度和病理分型。通過對E-鈣黏蛋白調控機制的綜述，E鈣黏蛋白可能為TC的治療提供了一種新的思路，它為TC的治療提供了豐富的選擇，而不僅僅局限于傳統的手術、放射性碘療法和放化療。

綜上所述，TC的惡性表型與E鈣黏蛋白表達程度呈負相關，其復雜的調控機制和廣泛參與的細胞因子可能為TC的早期診斷、預后和治療提供新的思路。