中药通过EMT 调节肿瘤细胞侵袭转移的作用机制进展

王庆兰 潘 岑 郑永法

武汉大学人民医院肿瘤Ⅱ科，湖北武汉 430060

肿瘤侵袭转移是癌症导致死亡的主要原因。上皮-间质转化（EMT）是指极化的上皮细胞通过其基底表面与基底膜相互作用，发生多种生化改变，使其能够呈现间充质细胞表型，包括增强细胞迁移、侵袭能力，抵抗细胞凋亡，增加细胞外基质成分[1]。目前认为EMT 主要涉及几种信号通路和一些转录因子及蛋白，如转化生长因子-β（TGF-β）、WNT、Notch 以及EMT 调节因子、基质金属蛋白酶（MMPs）等，进而参与肿瘤的侵袭及转移过程。因此，EMT 可能成为治疗肿瘤侵袭转移的作用靶点，已有研究显示多种中药成分可作用于EMT 过程进而调节肿瘤细胞的侵袭转移。本文从EMT 与肿瘤细胞侵袭转移关系的角度出发，概述中药对EMT 过程的调节从而影响肿瘤细胞侵袭转移的作用机制。

1 中药对TGF-β 信号通路的作用

1.1 TGF-β 信号通路与EMT

TGF-β 是一种肿瘤抑制基因，主要调节细胞增殖、细胞分化、凋亡和基质积聚，由间充质基质和炎症细胞产生。最近已有研究显示TGF-β 信号传导在肿瘤癌发生和转移中发挥双重作用，在肿瘤进展过程中，下调TGF-β 介导的生长抑制反应，可导致EMT 反应上调[2]。TGF-β 主要通过结合Ⅰ/Ⅱ型丝氨酸-苏氨酸激酶受体，并通过Smad 依赖性和独立的TGF-β 受体信号传导途径调节转录[3]，这些Smad 依赖性/独立信号通路协作产生EMT 调节的转录因子，包括Snail，Slug 和Twist[4-5]。此外，TGF-β 可以与其他信号传导途径 如Notch、Wnt/β-catenin、NF-κB 和RTKs 交互作用，以激活完整的EMT 过程并调节侵袭性/转移性肿瘤细胞的间充质表型[6]。

1.2 中药对TGF-β 信号通路的影响

人参皂苷Rg3（Rg3）是一种从中药人参中提取的活性药物成分，对各种癌症均有抗肿瘤作用。Wang 等[7]发现Rg3 可通过逆转TGF-β 诱导的形态转变以及EMT 标记蛋白改变，从而阻碍鼻咽癌细胞HNE1 和CNE2 细胞系中的细胞迁移和侵袭。Huang 等[8]研究结果显示Berberine（黄连素）通过介导TβRⅡ、Smad2 和p-Smad3 的表达发挥抗EMT 和抗迁移作用。He 等[9]在研究补肺汤在肺癌中的作用时，发现其通过抑制TGF-β1 诱导A549 细胞的EMT，从而抑制其恶性表型。中药配方养肝解毒散是治疗肝癌的中药配方，Hu等[10]发现其可以抑制TGF-β1 诱导的人肝癌Bel-7402细胞EMT 和转移潜能，为该药方预防肝癌转移提供了新的依据。因此，中药可通过对TGF-β 信号通路的作用影响肿瘤细胞EMT 过程。

2 中药对Wnt 信号通路的作用

2.1 Wnt 信号通路与EMT

Wnt 信号通路开始于Wnt 与其卷曲受体的连接，其通过失去APC 复合物，细胞-细胞黏附和E-cadherin 来增强β-catenin 的维持，之后，β-catenin 在细胞核内组装形成β-catenin/TCF/LEF 转录复合物，从而激活与EMT 连锁的Wnt 信号传导途径[11-12]。

2.2 中药对Wnt 信号通路的影响

蟾毒灵是一种从蟾蜍的皮肤和腮腺毒腺中获得的传统中药成分，在各种癌症中具有显著的抗肿瘤作用，研究者发现其在体内和体外均可以阻止侵袭和转移，其作用机制可能涉及下调Wnt/ASCL2 的表达[13]。Wu 等[14]研究首次显示肉桂醛能够通过终止Wnt/βcatenin 途径抑制EMT 从而抑制NSCLC 细胞生长，这可能给进一步了解肉桂醛介导的抗NSCLC 抗肿瘤效果提供参考，以获得更好的预后。Zhang 等[15]认为姜黄素可通过下调Wnt 信号传导途径和上调结肠癌细胞中NKD2 的表达来抑制肿瘤EMT。由此可见，中药可通过下调Wnt 信号通路从而抑制EMT 过程。

3 中药对Notch 信号通路的作用

3.1 Notch 信号通路与EMT

Notch 信号传导是一个关键的进化过程，通常维持细胞增殖，分化和凋亡，它也激活NF-κB 途径，并平衡EMT 的TGF-β 组成[16-17]。研究显示，TGF-β 通过Smad3 上调Notch 活性，然后上调Jagged1 和HEY1，增加抑制E-cadherin 的Slug 表达。因此，HEY 被认为是乳腺癌的强烈标志物，其倾向于激活Jagged1-Notch-Slug 信号传导轴。此外，这种Slug 诱导的EMT之后还伴有β-catenin 的活化，具有对导致乳腺癌转移的失巢凋亡的抗性[18]。

3.2 中药对Notch 信号通路的影响

通过逆转EMT 和Notch-1，蝙蝠葛诺林碱（Daurinoline）可抑制化学抗性的人非小细胞肺癌细胞的迁移和侵袭[19]。Su 等[20]发现黄芩素处理可下调A549 和H1299 细胞中Notch1 和hes-1 的表达，提示黄芩素可抑制Notch 信号通路，同时，又通过上调E-cadherin，下调Twist1 和Vimentin，从而显著抑制细胞侵袭和EMT 过程。

4 中药对EMT 调节因子的作用

4.1 调节因子与EMT

EMT 的一个显著特征是关键上皮细胞-细胞黏附分子E-cadherin 的下调表达。已有研究显示[21]Ecadherin 有助于上皮细胞成片增生并且控制上皮细胞表型。此外，更多数量的已知信号传导途径参与EMT 的调节，包括许多转录因子以及Snail/Slug 家族，Twist，βEF1/ZEB1，SIP1/ZEB2 和E12/E47。响应上述信号和行为可以作为EMT 程序的主分子开关。最近的研究报道，snail 是EMT 中最重要的转录因子，并被视为E-cadherin 的转录抑制因子,还研究了snail 通过下调其他上皮分子如claudins、occludins 和mucin-1的表达来抑制E-cadherin 的表达并启动与间充质和侵袭性表型相关的基因的表达[22-23]。

4.2 中药对EMT 调节因子的影响

Tong 等[24]认为，与Twist 和Slug 相比，Snail 是结肠癌预后的更重要的EMT 转录因子，而芹菜素能有效抑制Snail 的活性，通过NF-κB/Snail 途径在体外和体内抑制人结肠癌细胞的EMT，迁移和侵袭。Cao等[25]证明姜黄素通过抑制Smad2 磷酸化和核转位来抑制TGF-β1 诱导的EMT，然后抑制Smad2 与Snail的启动子结合来抑制Snail 的转录表达。解毒散肝汤也可通过增强E-cadherin 表达和减弱EMT 促进因子如N-cadherin、Slug 和ZEB1 的蛋白水平来逆转EMT[26]。

5 中药对MMPs 的作用

5.1 MMPs 与EMT

MMPs 在调节胚胎发生和组织形态发生中起重要作用，包括伤口愈合和细胞生长。此外，它具有在所有细胞外基质（extracellular matrix，ECM）附近崩解和基底膜组分的能力，并且能够促进恶性肿瘤的发生和发展[27-28]。已有研究显示[29-30]TGF-β 通过诱导MMP-2和MMP-9 的表达来增强乳腺癌细胞的致瘤性和侵袭性，这与上调的MMP 表达在介导几种癌症中的获得性侵袭性表型中的重要性一致。实际上，异常的MMP表达（例如，MMP-7 或基质溶解素）会促进乳腺纤维化和结缔组织病的发展。相应地，MMP-3 上调足以增强肺和乳腺纤维化，并且还可以促进癌症中的EMT[31-32]。

5.2 中药对MMP 的影响

Wang 等[33]认为苦参碱增加E-cadherin 表达并降低Vimentin、MMP-2、MMP-9、锌指蛋白SNAI1 和锌指蛋白SNAI2 的表达水平，并由此推断其抗肿瘤转移作用可能与EMT 有关。Jiang 等[34]发现盐酸青藤碱通过抑制MMP-2/9 的表达和逆转内源性和外源性EMT来抑制人胶质母细胞瘤细胞的转移。Huang 等[35]在研究苦参碱的抗癌作用时，发现其通过ROS/NF-κB/MMPs途径抑制胰腺癌细胞的迁移和侵袭。由此可见，MMPs的表达可以促进肿瘤细胞的EMT 过程，而中药可以通过抑制MMPs 进而抑制EMT。

6 总结

EMT 与变形的上皮细胞能获得侵袭、抵抗凋亡并广泛散播的能力密切相关，在肿瘤细胞侵袭及转移的过程中，EMT 可被短暂或持续性地激活，并异化肿瘤细胞[21]。不论是在基础研究还是临床应用中，中药治疗肿瘤已经取得了令人鼓舞的成就，并积累了相当多的经验。在癌症治疗的某个阶段，中医在特定方面具有优于西医的优势，并且中药在防治肿瘤方面的一个重要优势就是减少肿瘤复发和转移。因此，深入研究肿瘤细胞EMT 过程及相关调控机制，明确中药及EMT 在肿瘤细胞侵袭转移过程中的作用，有利于寻找EMT 过程的治疗靶点，从而为肿瘤恶性发展提供新的治疗思路和方向。