間充質上皮細胞轉化在腫瘤進展中的作用機制研究進展

摘要:間充質上皮細胞轉化(MET)在腫瘤進展中具有重要意義，MET過程比較復雜，多種信號通路、轉錄因子、細胞因子、基因、mircoRNA及腫瘤微環境參與此過程。MET不僅會導致細胞的增殖能力、遷移、侵襲性下降，同時對藥物的敏感性增強。關于MET在腫瘤進展中的作用機制目前尚未研究徹底，需要進一步揭示其發展機制，為惡性腫瘤的治療開辟新思路。

doi: 10．3969/j．issn．1002-266X．2015．16．043

基金項目:國家自然科學基金資助項目(81272562)。

通信作者:王曉芳，E-mail: Xiaofangwang2014@126．com

上皮細胞間充質轉化(EMT)使得腫瘤上皮細胞去除已分化表型，并獲得某些間質細胞的表型，使腫瘤細胞的移動、侵襲、抗凋亡能力增強。但是，在腫瘤轉移的后期階段，腫瘤細胞需要進行間充質上皮細胞轉化(MET)獲得上皮細胞表型，才能形成與原發病腫瘤相似的轉移瘤。臨床研究顯示，出現MET的腫瘤具有明顯遠處轉移的特性，且患者預后不好。細胞EMT過程牽涉各種信號通路、轉錄因子、細胞因子等，機制較為復雜。現將對MET在腫瘤發展中的作用機制作一綜述。

1　MET信號通路

1．1　Wnt/β-catenin信號通路　研究表明，Wnt/βcatenin信號通路異常表達是多種腫瘤生成的關鍵因素之一，也與EMT緊密相關。國內有關研究發現，卷曲相關蛋白Frzb/sFRP是Wnt信號的負調節因子，其基因位于2q，具有抗腫瘤作用，Frzb/sFRP的作用機制主要是隔離Wnt信號配體、與Frizzled受體形成非功能性復合物、阻止β-catenin介導的E-cadherin表達而影響Wnt信號傳導 ［1］。例如在前列腺癌PC-3細胞中表達Frzb/sFRP3后，出現癌細胞間相互作用增強、E-cadherin、keratin-8表達增加的上皮細胞特性，減少了間質細胞的特性，同時細胞的侵襲、遷移能力下降，即Frzb/sFRP3能逆轉Wnt/βcatenin信號導致的EMT，而向MET方向轉化 ［1］。可見，抑制Wnt/β-catenin信號通路可誘導腫瘤細胞發生MET。

1．2　TGF-β信號通路　TGF-β信號通路在MET過程中起關鍵性作用，外源性或者內源性的分子可以通過直接或間接途徑抑制TGF-β信號通路上調上皮細胞表型。骨形態蛋白(BMP)是TGF-β家族保守的分泌信號分子，BMP與受體結合后能激活Smad1、5、8，并與細胞核內的Smad4結合，最終影響相應基因的表達 ［2］。其亞型BMP7在前列腺癌中可增加E-cadherin/vimentin比例;在乳腺癌細胞系中，BMP7可抑制Smad依賴的TGF-β 1信號通路，使細胞中上皮表型E-cadherin表達上調，間質細胞表型vimentin表達下降，且骨轉移乳腺癌中BMP7表達低于無轉移乳腺癌腺 ［3］。可見BMP7是TGF-β信號的拮抗劑，與腫瘤致瘤能力和侵襲性呈負相關，將內源或外源性的BMP暴露于瘤細胞后可使瘤細胞發生MET。另外還有Slug、SMA、Twist、Snail信號通路，它們與Wnt/β-catenin及TGF-β通路都存在著聯系，影響細胞的MET-EMT發生 ［4］。

2　MET的調控機制

2．1　轉錄因子　研究發現，只有干細胞轉錄因子Oct4、Sox2、Klf4和c-Myc同時表達，才能使小鼠多潛能干細胞完成向成纖維細胞分化的MET過程，此過程伴隨著TGF-β受體TbR-Ⅱ的減少 ［5］。在腫瘤發展中，MET的形成與多種轉錄因子有關。轉錄因子Pax有多種亞型，其中Pax2是后腎間質細胞早期MET的主要調節因子，在正常機體內，后期形成成熟小管上皮后表達大幅度下降; Wiggan等 ［6］研究成骨細胞MET發現，Pax3主要誘導細胞聚集，通過非經典和平面細胞極化的Wnt通路激活C-N端激酶/應激活化蛋白酶JNK/SAPK，導致細胞形態、活動性、黏附性的改變和細胞骨架的重排，促進間質細胞發生MET。Paxs在多種腫瘤中表達增強，在腫瘤發展中Pax3-FKHR信號通路的異常能促進MET的發生 ［7］。

粒狀頭樣2(GRHL2)是粒狀頭樣(GRHL)家族成員之一，在基底樣乳腺癌中，GRHL2與上皮標記分子E-cadherin高度相關。在正常人乳腺上皮細胞MCF10A中，干擾GRHL2表達可以導致E-cadherin的下調，從而促進EMT的發生;乳腺癌中，過表達GRHL2可以顯著誘導上皮表型基因的表達 ［8，9］。GRHL2促進腫瘤細胞MET發生的機制，一方面歸結于GRHL2對一系列上皮表型基因的調控，另一方面可能與其抑制TGF-β誘導的MET有關 ［8］。

Fox轉錄因子是螺旋—轉角—螺旋DNA結合蛋白，Foxg1蛋白的異常表達導致MET發生異常，進而形成腎母細胞瘤 ［10］。PoxC2表達升高能促進間質細胞基因上調，與腫瘤細胞EMT有關，但并非通過抑制E-cadherin表達形成EMT。

2．2　細胞因子　纖維生長因子(FGF)及FGF受體(FGFR)與EMT、MET具有緊密聯系，其中FGFR2b主要表達于上皮細胞，與FGF10、FGF7配體結合;而FGFR2c主要表達于間充質細胞，與FGF2結合。在前列腺癌及膀胱癌進展過程中，FGFR2b和FGFR2c之間的轉變，往往伴隨著EMT和MET的相互轉化 ［11］。在前列腺癌動物模型中發現，FGFR2b誘導MET的發生主要是由Fox2介導的外顯子Ⅲc向外顯子Ⅲb的轉化而引起的。

表皮生長因子受體(EGFR)在腫瘤中高表達，與腫瘤進展有關。Milsom等 ［12］發現，體外抑制EGFR的分泌能使細胞表面E-catenin增加，細胞之間粘連性增強;應用酪氨酸激酶抑制劑可以抑制腫瘤惡化、轉移，逆轉MET。在乳腺癌中，Src同源磷酸化酪氨酸磷酸酶2(SHP2)抑制劑能抑制EGFR誘導的Ras-ERK和磷脂酰肌醇3-激酶(PI3K) -Akt信號通路的活化，誘導乳腺癌細胞表達上皮細胞表型，反之則表達fibronectin和vimentin等間充質細胞表型。可見由上游SHP2作用EGFR，進一步誘導Ras-ERK和PI3K，促進細胞EMT和MET之間的相互轉化 ［13］。

結締組織生長因子(CTGF)是一種分泌蛋白，在頭頸癌中，CTGF通過αγβ 3誘導c-Jun表達，c-Jun直接激活多潛能基因POU5F1、NANOG和SOX2，促進癌細胞MET，多潛能基因和CTGF表達上調后腫瘤干細胞數量增加，患者預后差，單獨CTGF表達低則抑制EMT，間充質細胞增加，癌細胞侵襲性增強，預后也較差 ［14］。

此外，肝細胞核因子4α(HNF4α)在肝癌轉移部位與E-鈣粘素表達呈正相關，在原位癌中則表達下降。巨噬細胞移動抑制因子(MIF)是一種炎性細胞因子，作用于直腸癌細胞后可使其發生慢性炎癥，導致纖維細胞表型減少，出現上皮細胞形態及免疫表型 ［15］。

2．3　micro-RNA micro-RNA在多種腫瘤形成中占有很重要的位置，其中miR-200s對EMT、MET影響比較大，包括miR-200a、miR-200b、miR-200c、miR-141及miR-429。ZEB1/ZEB2是E盒結合鋅指蛋白，被認為是在EMT調節中很重要的調節因子。研究發現，miR-200s和E-cadherin/low vimentin比值呈正相關，miR-200s表達增加后能抑制ZEB1/ZEB2而上調E-cadherin ［16］。有研究報道，在間質細胞癌中抑制ZEB1/ZEB2能誘導miR-200s高表達，兩者之間形成負反饋 ［17］。miR-200s高表達后能作用于肌動蛋白細胞骨架成分和細胞外基質蛋白，增強上皮細胞的特征 ［18］，而miR-200c能通過β-catenin抑制β-cat/Wnt信號通路 ［18］。然而在乳腺癌中發現，miR-200s高表達可促進癌細胞的遠處轉移和克隆形成，miR-200s不僅影響E-cadherin表達調節上皮細胞，還通過直接調控分泌調節因子Sec23a而影響乳腺癌細胞的生長 ［19］。

2．4　內源性酶　內質網蛋白29 (ERp29)是一種新的網狀纖維蛋白溶酶，其在原發腫瘤中表達增高，尤其在生長速度較慢、侵襲性較弱的腫瘤中表達較高 ［20］。Bambang等 ［21］發現，上調ERp29表達能使癌細胞具有上皮細胞的特性及表型，同時具有間質特性表型，且細胞中Ki-67表達下降。進一步發現，ERp29主要是上調E-cadherin、細胞周期蛋白依賴性激酶抑制劑(CDKN2B)、脾酪氨酸激酶(SYK)促腫瘤基因，下調EGFR和纖溶酶原激活劑受體(uPAR)促癌基因，增強細胞外信號調節激酶(ERK)的級聯反應，從而提高p-ERK1/p-ERK2比例。由此可見，ERp29可使腫瘤細胞轉為靜止狀態，重排細胞結構，向侵襲性弱的上皮細胞轉化，并在MET中維持上皮細胞的完整性 ［22］。

Rap是微小GTP酶，能被細胞外多種信號激活。細胞外信號與細胞表面受體結合后形成第二信使如鈣、甘油二酯和cAMP，直接激活Rap交換因子，最終使Rap信號活化。抑制Rap信號可導致上皮細胞間的黏附作用減弱，轉向間質細胞的特性，同時Rap的激活還能拮抗生長因子受體HGF引起的上皮細胞表型減弱 ［23］。

2．5　基因　SOX2是干細胞基因，在結直腸癌中敲除該基因后，可減弱Wnt和MMP2通路活性，最終癌細胞表達上皮細胞表型 ［24］。在骨肉瘤中，基因的胞嘧啶去甲基化可使得具有間質細胞特性的軟骨細胞表現E-cadherin、desmocollin 3和maspin的上皮細胞特性 ［25］。

2．6　腫瘤微環境　將轉移的前列腺癌細胞系PC3放置于含有細胞因子的3D基質膠中，可檢測到癌細胞進行了MET轉變，可能是腺泡微球體微環境影響導致了MET的發生 ［26～28］。腫瘤微環境中間充質干細胞(MSC)是多種細胞因子及趨化因子的來源，MSC分泌的細胞因子可通過旁分泌途徑影響瘤細胞的生長。在肺癌中的研究發現，MSC分泌的制瘤素(OSM)能作用于癌細胞的JAK3/STAT1通路，使癌細胞表面E-cadherin表達升高，Snail、Slug表達下降 ［29］。在繼發腫瘤微環境中消除啟動子的甲基化也能促進E-cadherin表達，同時一些微生物的感染也能改變腫瘤微環境，影響EMT、MET改變。由此推測，轉移部位腫瘤微環境的變化，也是促進瘤細胞進行EMT、MET的關鍵因素。

綜上所述，在腫瘤早期階段，瘤細胞可發生EMT，轉化為具有干細胞的特性，逃離機體免疫監視，導致機體對放化療敏感性下降，抵達轉移部位后經過MET轉化為與原發腫瘤相近的表型。理論上推測，阻斷EMT過程就可除去瘤細胞發生遠處轉移的初始因素，控制疾病復發。但是控制疾病不僅僅要著手于EMT，也要考慮發生MET的瘤細胞改變，故關于腫瘤細胞MET的具體機制還需要更深入的研究。