上皮間質轉化與胰腺癌關系的研究進展

朱洪旭 王單松

(復旦大學附屬中山醫院普外科，上海 200032)

胰腺癌是一種惡性程度極高的腫瘤，早期轉移和化療耐藥是影響其臨床治療效果的兩大主要因素，并且與腫瘤的上皮間質轉化(EMT)有著密切聯系。本文就EMT與胰腺癌的轉移和耐藥性之間的聯系綜述如下。

1 EMT

1.1 EMT相關轉錄因子 到目前，已發現的參與EMT的轉錄因子有鋅指結構蛋白Snail和Slug，具有螺旋-環-螺旋結構的 Twist1、Goosecoid和 Foxc2，兩端鋅指結構蛋白ZEB1和SIP1等［1］。在EMT中，這些轉錄因子往往有著不同程度的上調，它們負調控CDH1基因，降低E-鈣黏素的表達，促進EMT，抑制細胞分裂，比如SIP1能夠通過抑制細胞周期素D1的表達，抑制Rb磷酸化使細胞停滯在細胞周期的G1相，阻礙細胞分裂［2］。另外，EMT相關轉錄因子在腫瘤轉移中也起著重要作用，Snail誘導EMT、促進腫瘤的轉移，不僅僅是由于腫瘤細胞之間的黏附減弱、運動能力增強，其還可誘導免疫抑制，使腫瘤細胞逃避被免疫系統的清除［3］。

1.2 EMT與microRNAs 近來研究發現，多種microRNA，尤其是miR-200s與胰腺癌的EMT有著密切聯系。miR-200s包括5個成員 miR-200a、miR-200b、miR-200c、miR-141 和 miR-429。它們通過直接抑制EMT相關轉錄因子，促進E-鈣黏蛋白的表達，從而抑制EMT。Burk等［7］通過實驗證明，miR-141和miR-200c的過度表達可使未分化的癌細胞的E-鈣黏素表達增加，頂基底面之間的極性恢復，呈現出上皮細胞的特點。利用miR-141和miR-200c抑制劑處理已分化的癌細胞后，癌細胞中波形蛋白表達上調，而E-鈣黏素的表達下降，細胞的播散能力增加［4］。

2 EMT與胰腺癌的轉移

2.1 EMT促進胰腺癌的轉移 早期轉移是胰腺癌的一個重要特點 ，同其他惡性腫瘤一樣，胰腺癌的轉移是一個復雜的多步驟的生物學過程［5］。已有多個報道［6-8］證明EMT參與胰腺癌的轉移:(1)癌細胞脫離原發病灶是胰腺癌發生轉移的首要條件，而胰腺癌細胞之間的連接主要通過E-鈣黏素來實現，EMT使胰腺癌細胞E-鈣黏素的表達下降，癌細胞易與周圍細胞相脫離，潛在活動性增加;(2)處于腫瘤中央部位的癌細胞往往正常表達E-鈣黏素和β-連環蛋白，在腫瘤邊緣區域的癌細胞則可出現典型的EMT改變，細胞獲得間質表型，而發生轉移的癌細胞往往位于腫瘤的邊緣區，進一步提示EMT使細胞獲得間質細胞表型而參與胰腺癌的轉移;(3)EMT細胞基底側產生偽足，與基質形成新的黏附，肌動蛋白收縮促使細胞前移，通過不斷地重復上述步驟來完成前向移動。胰腺癌細胞在向四周浸潤過程中也表現出類似EMT細胞的這種移動過程。

2.2 EMT促進胰腺癌轉移的相關機制

2.2.1 增加胰腺癌細胞的侵襲能力 EMT使胰腺癌轉變成更具運動能力的間質表型，有利于發生向四周的浸潤和遠處轉移。Yin等［9］將Snail cDNA轉染Panc-1細胞后，Panc-1細胞在發生EMT的同時，其浸潤能力明顯增加。然后將發生EMT的Panc-1細胞接種到裸鼠胰腺，1個月后發現所有的裸鼠均有淋巴結轉移，并且4/6發生肝轉移［9］。Yasushi［10］和 Johannes［11］更進一步證實胰腺癌侵襲性和肺部轉移分別與胰腺癌的中N-鈣黏素的高表達與E-鈣黏素基因的失活相關，而這種黏附素轉變被認為是EMT的典型特征。

2.2.2 通路效應 EMT在胰腺癌轉移過程中除了增加癌細胞的侵襲力作用外，還可能為癌細胞的轉移提供通路。將EMT細胞和非EMT細胞分別通過靜脈和皮下途徑接種到免疫缺陷小鼠的體內，均未造成肺部轉移，并且在循環系統中檢測不到非EMT細胞;而將EMT細胞和非EMT細胞一起皮下接種到小鼠體內，則在肺部發現轉移灶，并且通過對原發癌灶的研究發現非EMT細胞集中在中央區域，EMT細胞多位于外周，浸潤脂肪和肌肉組織［5］。因此，EMT并沒有參與腫瘤轉移的所有環節，而是通過降解周圍的基質為其他細胞進入循環系統創造了條件，從而促進了腫瘤的遠處轉移。

2.2.3 間質上皮轉化-MET 到達轉移靶位的胰腺癌細胞需要建立新的細胞間或細胞基質間黏附，通過增殖形成新的轉移灶。EMT細胞在轉變為間質表型的同時，其原有的增殖能力減弱甚至消失，發生EMT的癌細胞需要再次逆轉表型才能通過增殖形成穩定的轉移灶。用曲古柳菌素A抑制組蛋白去乙酰酶后，可使發生EMT的胰腺癌細胞重新表達E-鈣黏素，并且隨曲古柳菌素A劑量的增加 E-鈣黏素的表達增高［11］。Wang等［12］發現，Notch信號通路的下調可使胰腺癌細胞的侵襲能力下降，同時可部分逆轉EMT。但是上述實驗只是局限于體外研究，并且MET這一過程難以捕捉，因此到目前為止仍缺乏證據表明體內腫瘤轉移過程中存在MET［13］。

3 EMT與胰腺癌的耐藥性

3.1 EMT增加胰腺癌耐藥性 近來有研究［14-15］證明胰腺癌對化療藥物的耐藥性與EMT相關。Li等［14］在實驗中發現，吉西他濱敏感的胰腺癌細胞株的E-鈣黏素表達增加，而耐藥株的間質細胞標記物波形蛋白和ZEB-1無論是在轉錄水平還是翻譯水平都明顯增高。Shah［15］的一項關于胰腺癌耐藥性的研究發現，隨培養液中吉西他濱濃度的增加，大部分L3.6pl細胞和AsPC-1細胞死亡，僅有部分細胞存活;當吉西他濱濃度達到1000 nmol/L時，存活的細胞喪失其原有的極性，呈現出紡錘樣形態，并伴有偽足形成，表現出EMT的形態學改變;同時β-連環蛋白發生向細胞核轉位，胞膜上E-鈣黏素減少，而轉錄因子Twist的表達水平增加，細胞的運動能力增加，表現出間質細胞的生物學特性。將另一EMT相關轉錄因子 Snail轉染到 Panc-1細胞后，可使Panc-1細胞對5-FU和吉西他濱的耐藥性增加，并且這種耐藥性與化療藥物的劑量呈一定的相關性［16］。這些研究說明胰腺癌耐藥性的產生在一定程度上與EMT相關。

3.2 EMT增加胰腺癌耐藥性的機制研究 雖然眾多的研究結果顯示EMT增加胰腺癌的耐藥性，但是其具體機制仍不甚清楚，目前認為可能與以下兩個機制相關。

(1)EMT使胰腺癌細胞獲得間質細胞特性。將胰腺導管細胞放入含有TGF-β1的培養基中進行培養使其EMT后，進一步對其增殖能力進行研究，結果發現細胞攝取胸腺嘧啶的速率降低，說明發生EMT的胰腺導管細胞的增殖能力下降［17-18］。因此，EMT使腫瘤細胞獲得運動能力是以犧牲其增殖潛能為代價的［19］。然而，腫瘤生長主要是上皮表型細胞的分裂，因此作用于細胞周期的化療藥物對發生EMT的腫瘤細胞無效［20］;而且，胰腺癌細胞很少發生完全的EMT，多是處于上皮與間質的中間狀態，這種中間狀態有利于胰腺癌細胞避開細胞周期性化療藥物的損傷，當腫瘤微環境發生改變時，腫瘤細胞通過MET轉變成上皮細胞表型，恢復增殖能力，使腫瘤繼續生長。

(2)EMT使癌細胞干細胞化。腫瘤是由異質性的細胞群組成，其分化潛能不同，對放化療的敏感性也不一樣。只有很少的一部分細胞具有無限增殖的能力，這部分細胞被稱作腫瘤干細胞。胰腺癌干細胞一般處于靜止期，很少進行分裂增殖，表現出多藥耐藥性。將胰腺癌細胞暴露于大劑量的吉西他濱后，絕大多數的腫瘤細胞被殺死，胰腺癌干細胞卻存活下來，而且能夠不斷增殖，形成對吉西他濱耐藥的細胞群，證明胰腺癌干細胞對吉西他濱具有固有耐藥性［21］。Shah 等［15］研究發現，用治療劑量的吉西他濱處理胰腺癌細胞后，耐藥細胞表現出從上皮細胞向間質細胞轉化的形態學和生物學特征，并且胰腺癌干細胞標記分子的表達呈上升趨勢。上述兩個實驗說明部分胰腺癌細胞在EMT后獲得某些干細胞的特性。另外，Wellner等［22］報道，將胰腺癌細胞中的ZEB1敲除后，干細胞因子Sox2、Bmil和p63的表達下降，同時胰腺癌細胞對吉西他濱的敏感性明顯增加，也間接說明胰腺癌干細胞的存在是胰腺癌對化療耐藥的一個原因。

4 結 語

關于胰腺癌EMT的研究還處在早期階段，許多問題尚未解決，相信隨著研究的深入，EMT與胰腺癌轉移和耐藥性之間的關系終究會被闡釋清楚，這對改善胰腺癌的預后可能有著重要的意義。

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