上皮-间质转化在恶性肿瘤发病和侵袭转移中的作用研究进展

潘琦璐 马礼兵

桂林医学院附属医院呼吸与危重症医学科，桂林医学院呼吸疾病研究所，广西壮族自治区教育厅高校呼吸疾病重点实验室（广西桂林541001）

上皮-间质转化（epithelial-mesenchymal transition，EMT）在人体中主要参与胚胎形成、器官发育、组织愈合，同时也参与肿瘤的发生和转移，通过改变细胞间相互作用和细胞与基质间的相互作用，促进肿瘤细胞侵袭和运动［1］。而约90%的肿瘤患者死亡均源于肿瘤侵袭转移，可见调控EMT进程对肿瘤的防治意义重大［2］。自20 世纪80年代ELISABETH 研究鸡胚时首先观察到并描述了EMT 现象以来，其逐渐成为研究的热点［3］。EMT激活时，E-钙黏着蛋白（E-cadherin，E-cad）的表达受到抑制，导致上皮细胞的典型多边形鹅卵石形态丧失，而细胞获得纺锤形的间质形态，并表达与间质细胞状态相关的标志物，特别是神经钙黏蛋白（N-cadherin，N-cad）、波形蛋白和纤连蛋白［4］，因此，可通过E-cad、N-cad 等变化评估EMT 的激活状态。研究表明，生长因子如表皮生长因子（epidermal growth factor，EGF），转录因子如Snail、Slug、Twist、E 盒结合锌指蛋白（E-box binding zinc finger protein，ZEB）和信号通路如TGF、Wnt、Notch以及Hedgehog（Hh）等介导了EMT 过程［5］。黏蛋白（mucin，MUC）作为诱导剂激活各种信号通路，也促使了EMT 的发生。此外微小核糖核酸（micro RNA，miRNA）在EMT 过程中也发挥重要作用，一些miRNA 对EMT 起负调控作用，也有部分miRNA对EMT 起正调控作用，进而抑制或促进肿瘤的发生发展。本文将简要概括EMT 相关信号通路及MUC、miRNA、转录因子和生长因子在恶性肿瘤发病和侵袭转移中的关系。

1 肺癌

TGF-β 是一种促进细胞增殖、凋亡、迁移和侵袭的潜在信号。KHAN 等［6］证实，TGF-β1 作用于JNK/p38/PI3K 途径使非肌肉型肌球蛋白Ⅱ（non muscle myosin Ⅱ，NM-Ⅱ）表达受抑制，从而促进EMT 过程和肺癌侵袭转移。还有研究发现在非小细胞肺癌（Non-small cell lung cancer，NSCLC）A549细胞内，阻断Hh 信号通路，EMT 发生逆转，可抑制肿瘤细胞发生发展，证实在NSCLC 中Hh 信号通路激活与EMT 发生及肿瘤的侵袭转移相关［7］。此外，miR-200b 在TGF-β1 诱导发生EMT 的肺腺癌A549 细胞内表达减低，说明过表达这种miRNA 可以通过影响TGF-β1 信号通路使EMT 发生逆转而发挥抑癌作用［8］。相似的研究发现，A549 肺癌细胞中，FOXM1（Fox 转录因子家族成员）在TGF-β1诱导EMT 过程中发挥重要作用［9］。关于生长因子，大量研究显示血小板源生长因子（platelet-derived growth factors，PDGFS）可通过多种信号通路诱导EMT 过程，其中Notch 和PI3K/Akt 信号通路较为常见［10］。还有研究证明：PDGF-BB（PDGFS的一种二聚体）通过上调人A549 肺癌细胞中单核细胞趋化蛋白-1（monocyte chemotactic protein-1，MCP-1）的表达，促进肺癌细胞的EMT 过程和侵袭转移［11］。

以上提示EMT 相关信号通路、miRNA、转录因子和生长因子等均与肺癌发病和转移密切相关，但具体调控机制要进一步研究。值得注意的是，其中TGF-β1 可通过miRNA 和转录因子等多种途径调控EMT 进程，或将成为肺癌治疗的有效靶点。

2 胆管癌

LUSTRI 等［12］的研究发现，TGF-β 可导致胆管癌细胞中N-cad 表达增加、E-cad 表达降低，EMT呈激活状态，进而增加胆管癌细胞的侵袭性。QIAO 等［13］报道miR-34a 在肝外胆管癌组织中表达显著降低，且此种现象与肿瘤患者的侵袭迁移息息相关；过表达miR-34a 通过TGF-β 信号通路抑制EMT，从而抑制肿瘤的迁移及侵袭。也有研究表明层黏连蛋白γ2 链基因（laminin γ 2 chain gene，LAMC2）沉默可抑制表皮生长因子受体（epidermal growth factor receptor，EGFR）信号通路和EMT 进展，从而在胆管癌中起抑肿瘤作用［14］。ZHANG 等［15］研究发现miR-186 通过靶向人胆管癌中的转录因子Twist1 抑制细胞增殖迁移和EMT，其可能机制是miR-186 抑制Twist1、N-cad 和波形蛋白表达，而增加E-cad 的表达，进而影响EMT 进程。因此，EMT 与胆管癌的侵袭转移密切相关。

3 胃癌

β-连环蛋白（β-catenin）是Wnt 信号通路的核心蛋白，Wnt 与跨膜受体卷曲蛋白（transmembrane receptor frizzled protein，Frz）结合，通过调节βcatenin 水平来调控细胞的生长发育。正常情况下，E-cad 与β-catenin 结合，固定于细胞膜上。而当机体受刺激时E-cad 黏着度降低，β-catenin 从细胞膜上脱落下来，激活下游靶基因，导致EMT 产生［16］。此外，研究显示Frz7 可能是胃癌的潜在治疗靶点，其通过激活Wnt/β-catenin 信号通路来促进EMT，进而促进胃癌的发生和转移［17］。与此同时，还有研究表明miR-30c-5p 通过抑制转移相关基因1（metastasis associated-1，MTA1）的表达，抑制EMT 过程而抑制胃癌细胞的转移［18］。也有研究［19］显示，肝细胞生长因子受体（hepatocyte growth factor receptor，c-Met）可能通过HGF/c-Met 途径来介导EMT 进程。另外宋莹等［20］的western 印迹实验发现肝细胞生长因子（hepatocyte growth factor，HGF）能上调转录因子Snail 的表达，可能以此促进胃癌细胞EMT 的发生。可见，EMT 可能通过Wnt信号通路、miRNA、HGF 等来影响胃癌的发病。

4 肝癌

WANG 等［21］表示β-catenin 信号转导与肝癌预后不良有关。刘建中等［22］的研究显示，Notch 信号通路作用于Snail 转录因子，使E-cad 表达减低，EMT 激活而促进肝癌细胞迁移。FANG 等［23］报道miR-425-5p 在肝癌中表达增高，其与EMT 发生、较差预后和术后较低的长期生存率密切相关。同时CHANG 等［24］研究发现miR-130b 在肝癌中上调，并与肝癌的病灶数目、侵袭转移和术后复发有关，高水平的miR-130b 促进EMT 发生且预示着肝癌患者总体及无病生存率较差。在转录因子方面，GUO 等［25］表明HIFs/miR-33a/Twist1 轴可调控肝癌细胞的侵袭转移。另外在肝癌中，缺氧条件可诱导Twist1 表达进而促进肝癌中EMT 发生［26］。Snail（锌指转录抑制因子家族中的一员）和Slug 转录因子也可与E-cad 基因启动子近端的E-box（cACGTG）序列结合，下调E-cad 表达，促进EMT 发生［27］。MIYOSHI 等［28］的研究也证明，在肝癌细胞中，Snail 通过抑制E-cad，而促进基质金属蛋白酶的表达来增加肿瘤的侵袭转移能力。同源盒基因B7（homebox B7，HOXB7）的作用机制是促进碱性成纤维细胞生长因子等的分泌，进而介导EMT 的发生［29］。抑制HOXB7 表达后，人高转移肝癌细胞（human high metastatic liver cancer cells，HCCLM3）中E-cad 表达增加，N-cad、波形蛋白、基质金属蛋白等表达降低，EMT 进程被抑制而发挥抑癌作用［30-31］。c-Met 在肝癌中的作用引起重视，通过RNA 干扰技术沉默c-Met 基因，观察到肝癌细胞的增殖迁移明显减弱的现象［32］，此外ZHANG 等［33］发现MicroRNA-148a 基因可抑制EMT 进展和肝癌转移，而许多研究均认为c-Met 是MicroRNA-148a 基因抑制肿瘤细胞发生EMT 的重要靶点。

综上认为c-Met 可通过调控EMT 进程而影响肝癌的侵袭转移。而转录因子Twist、Snail 等可抑制E-cad 表达，进而激活EMT 起促癌作用，因此这些转录因子可能作为肝癌转移的预测性分子标志物及肝肿瘤治疗的分子靶标。

5 乳腺癌

LI 等［34］证实激活Notch-1 信号通路，可促进核因子-κB（Nuclear factor-κB，NF-κB）表达，进而增加乳腺癌的发生。也有研究表明，在乳腺癌中，miR-7 可通过致癌基因SETDB1 抑制EMT 发生，并且降低肿瘤干细胞的增殖，从而抑制肿瘤侵袭转移［35］。此外PEI 等［36］报道miR-29a 在乳腺癌组织中表达明显上调，并且进一步实验证明敲除miR-29a 可抑制乳腺癌细胞的EMT 进展、增殖和迁移。由此可见，miRNA 对EMT 进程及乳腺癌发生发展起正调控或负调控作用，这有利于寻找逆转EMT的方法及治疗乳腺癌的靶点。DEVARAJAN 等［37］研究证明：PDGF-D 处理的乳腺癌细胞在小鼠移植模型中生长更快，而用PDGF-D 中和抗体处理能明显抑制乳腺癌细胞间质标记物纤连蛋白和波形蛋白等的表达，进而抑制EMT 和肿瘤进展。可见PDGF-D 能促使EMT 发展进而促进乳腺癌细胞生长，提示EMT 在乳腺癌发生发展中的作用不可忽视。

6 胰腺癌

研究［38］显示MUC1 通过激活EMT 过程，促进胰腺癌细胞侵袭转移。同时，GROVER 等［39］在人胰腺癌细胞株中的研究发现，通过MUC1 胞内段（MUC1-CT），MUC1 可激活TGF-β 信号通路来促进肿瘤侵袭转移。还有研究表明，在胰腺癌AsPC-1细胞，过表达Notch-1 可激活EMT，并且促进肿瘤干细胞自我更新，有助于胰腺癌的侵袭与转移［40］。此外，PENG 等［41］研究发现胰腺癌中miR-148a 表达减弱，而miR-148a 过表达可抑制EMT 过程和胰腺癌侵袭转移。另BAO 等［42］指出FOXM1可诱导胰腺癌细胞系AsPC-1 细胞发生EMT，细胞向间质表型转化。HUANG 等［43］也指出从EMT 到胰腺癌转移的过程中，每一步都可能由FOXM1 调节，说明FOXM1 在胰腺癌发病中具有关键作用。还有临床资料显示，EGFR 表达增高可能与胰腺癌术后更高的复发率密切相关［44］。值得注意的是，在胰腺癌中，EGFR 家族成员的沉默可降低MUC4 表达，抑制STAT1 信号通路，进而抑制EMT和肿瘤进展［45］。可见MUC、miRNA、转录因子和生长因子等在胰腺癌中的作用不容小觑，尤其是转录因子FOXM1，很有可能成为胰腺癌治疗靶点。

7 其他类型肿瘤

此外，发现其他类型肿瘤也可通过EMT 影响肿瘤进程。如在结直肠癌中，通过MUC1、MUC3等促进EMT 进而增强肿瘤细胞的增殖迁移［46-47］；在卵巢癌中，可能通过miR-338-3p 抑制Wnt 信号通路影响EMT，进而抑制癌细胞的生长转移［48］。在急性早幼粒细胞白血病中，可通过Twist1 作用于EMT，促进白血病细胞存活［49］。在胶质母细胞瘤中，泛素特异性蛋白酶18 下调可加速Twist1 降解，进而抑制EMT 而减弱肿瘤细胞的侵袭和迁移［50］。总而言之，EMT 在各系统（包括呼吸、消化、内分泌、生殖、血液循环和神经系统等）肿瘤的侵袭转移中起重要作用。

8 展望

恶性肿瘤严重危害人类健康，而肿瘤细胞侵袭转移的特性使肿瘤很难通过外科手术进行完全切除，因此快速精准有效的治疗策略尤为重要。此时，EMT 相关信号通路及MUC、miRNA、转录因子和生长因子等在多种恶性肿瘤发病和侵袭转移中发挥重要作用，这为发掘EMT 进程中的主要信号传导通路阻断剂和各类因子抑制剂，包括探索相关基因沉默技术和RNA 干扰技术等提供理论依据，值得进一步的深入研究，并为恶性肿瘤的发病机制研究和临床诊疗提供新思路。