miR-200、EMT與CTC在肺癌轉移過程中作用機制的研究進展

石麗娟 金鐵峰

(延邊大學病理學教研室 吉林 延吉 133002)

據《2012年中國腫瘤登記年報》報道，肺癌的發病率及致死率位于惡性腫瘤的首位。我國每年肺癌的發病率為54/10萬人，致死率為46/10萬人。在世界范圍內，每年死于肺癌的人數高達138萬。肺癌患者在發病早期若得到及時的治療其病情可被治愈，但其體內的癌細胞一旦發生轉移其預后會變得極差。大多數肺癌患者的病情在得到確診時已進入晚期，其生存率較低。近年來，小分子靶向藥物（如靶向EGFR藥物吉非替尼及厄洛替尼、靶向Her2藥物曲妥珠單抗等）的研發取得了豐碩的成果，但其臨床應用仍具有局限性。目前，癌細胞轉移及病情復發仍是導致肺癌患者預后差最主要的原因。研究證實，腫瘤細胞在惡性腫瘤患者的發病早期即可在各種信號通路、轉錄因子及miR-200等微小RNA（microRNA）的調控下發生變形，進而會發生形態學改變-上皮間質轉化 (epithelial-mesenchymal transition, EMT) ，最終會發生遠處轉移。癌細胞的轉移是一個多階段、多步驟的過程，包括腫瘤細胞脫離原發灶向周圍組織浸潤及遷移、突破血管壁后隨血流到達遠處、最終在遠隔器官中形成新的轉移瘤等。這是一個非常復雜的過程。有人將腫瘤細胞的轉移過程描述為侵襲-轉移級聯(invasion-metastasis cascade, IMC)。

在腫瘤細胞發生轉移的過程中，EMT發揮的重要作用已經得到研究者們的普遍認同。EMT不僅在腫瘤細胞浸潤、轉移的過程中起到重要的作用，而且與腫瘤細胞的耐藥性密切相關。EMT在胚胎發育的過程中即已存在。細胞發生EMT的具體表現為上皮細胞喪失極性及粘附性、細胞骨架重構、間葉細胞的表型增加、細胞-細胞間或細胞-基質間的粘附性減弱、細胞的移動能力增強等。

研究表明，TGF-β、 EGF、IGF-II、FGF-II、 Wnt、Noth、 Hedgehog[1, 2]等信號通路及一些miRNA[3]可誘導細胞發生EMT。在發生EMT的過程中，一些轉錄因子（包括Snail、Slug、ZEB、Twist等）的表達也會發生明顯的變化。在細胞發生EMT的早期，上皮細胞標志物（E-cadherin、α/γ-catnin等）的表達會明顯下調，而間葉細胞標志物（fibronectin、 vimentin、 smooth、 muscle actin 及N-cadherin等）的表達會明顯上調，進而可導致細胞形態的改變。在EMT的眾多影響因子中，E-cadherin的喪失及vimentin的增多被認為是關鍵的因素。

細胞內存在著種類繁多的microRNA。microRNA在腫瘤細胞的發生、發展及在各階段出現的生物學行為中發揮著重要的作用。miR-200是microRNA的重要組成部分。2008年，Gregory PA[4, 5]等人的研究小組首次發現，miR-200可與ZEB形成雙重負反饋調節 (double negative feedback loop)機制，從而調控腫瘤細胞的轉移。此后的研究證實，miR-200不僅會在腫瘤細胞轉移的過程中起到重要的作用，還會對腫瘤干細胞的穩定性及抗癌藥物的敏感性造成重要的影響。研究表明，ZEB1的表達上調會抑制胰腺癌組織中miR-200與E-cadherin的表達，從而促進EMT的發生并維持腫瘤干細胞的特性[6]。p53可上調miR-200的表達，反向下調ZEB的表達，并可下調腫瘤干細胞標志物 (BMI1、KLF4、 SOX2) 的表達。在p53的表達水平較低的Grade II 乳腺癌組織中，miR-200的表達明顯減少，而ZEB1與BMI1的表達明顯增強[7]。Kang[8]等人的研究團隊在進行乳腺癌研究時證實，在miR-200發生過表達后，上皮細胞標志物E-cadherin的表達會上調，而乳腺癌發生腦轉移的情況明顯增多。至目前為止，有關miR-200在腫瘤細胞轉移的過程中究竟起到何種作用，醫學界仍存在爭議。

研究發現，原發惡性腫瘤的細胞在發生轉移前通常會在其微環境的作用下發生EMT。在此過程中，腫瘤細胞不僅會發生形態學的改變，更重要的是會發生上皮、間質分子標志物及其轉錄因子表達的改變，導致腫瘤細胞間的黏附性減弱、遷移和侵襲能力增強。腫瘤細胞在進入血液后隨血流運行，會產生循環腫瘤細胞 (circulating tumor cell, CTC)。最終，這些CTC進一步發生間質上皮轉化(mesenchymal-epithelial transition, MET)，在遠處形成新的腫瘤轉移灶（參見圖1）。

[圖1]腫瘤細胞發生轉移的模式圖

近年來，研究者們一直致力于探明CTC的產生及調控機制，希望能藉此了解更多關于惡性腫瘤發生轉移的真實原因。目前，很多研究的結果顯示，大多數實體惡性腫瘤患者的外周血中可檢測到CTC，而且CTC與原發灶腫瘤細胞在基因或表面標志物的表達水平方面明顯不同。與進行傳統的影像學檢查相比，對惡性腫瘤患者進行CTC檢測的方法更加便捷。因此，近年來有關CTC的研究已經成為腫瘤研究領域新的熱點[9]。

與CTC在乳腺癌、結直腸癌及前列腺癌中的作用機制相比，關于CTC在肺癌中作用機制的研究仍處于起步階段。采用Cell Search系統監測局限期肺癌患者外周血中CTC的含量能夠對其接受化療的臨床效果及預后做出準確的評價。與經化療后進行CTC檢測結果呈陽性的局限期肺癌患者相比，經化療后進行CTC檢測結果呈陰性的此病患者其生存期更長，預后更好。酪氨酸激酶抑制劑 (TKI) 是目前臨床上公認的治療非小細胞肺癌（NSCLC）有效的靶向藥物。但是，基因突變所導致的腫瘤細胞對TKI耐藥的情況一直是治療NSCLC的難點。Maheswaran等人[10]采用CTC-Chip法從NSCLC患者的外周血中分離出高純度的CTC，并檢測其EGFR發生基因突變的情況，結果發現在其外周血的CTC中存在著較顯著的T790M突變(可導致TKI耐藥)。此研究成果為我們提供了一種可靠的、可重復進行的監測腫瘤靶向治療效果的方法，也證實了CTC在腫瘤細胞發生耐藥及復發的過程中可能起到重要的作用。CTC的發現對研究惡性腫瘤的生物學行為特點（如發生遠處轉移等）提供了重要的線索。然而，CTC相關的信號調控機制目前仍不明確。

總之，miR-200、EMT與CTC在肺癌轉移的過程中均可發揮重要的作用。闡明它們的作用機制可幫助我們探究肺癌的真實病因，進而對此病進行更有針對性的治療。

[1]Yi EY, Park SY, Jung SY. et al. Mitochondrial dysfunction induces EMT through the TGF-β/smad/Snail signaling pat hway in Hep3B hepatocellular carcinoma cells. Int J Onc ol. 2015 Sep 10. doi: 10.3892/ijo.2015.3154. [Epub ahe ad of print]

[2]Wei Q, Chen ZH, Wang L. et al. LZTFL1 suppresses lung tu morigenesis by maintaining differentiation of lung epit helial cells. Oncogene. 2015 Sep 14. doi: 10.1038/onc.2015.328. [Epub ahead of print]

[3]Lamouille S, Subramanyam D, Blelloch R, Derynck R. Regul ation of epithelial-mesenchymal and mesenchymal-epith elial transitions by microRNAs. Curr Opin Cell Biol. 20 13, 25(2):200-207.

[4]Gregory PA, Bert AG, Paterson EL. et al. The miR-200 fa mily and miR-205 regulate epithelial to mesenchymal tr ansition by targeting ZEB1 and SIP1. Nat Cell Biol.2008, 10(5):593-601.

[5]Park SM, Gaur AB, Lengyel E. et al. The miR-200 family determines the epithelial phenotype of cancer cells by targeting the E-cadherin repressors ZEB1 and ZEB2. Ge nes Dev. 2008, 22(7):894-907.

[6]Wellner U, Schubert J, Burk UC. et al. The EMT-activator ZEB1 promotes tumorigenicity by repressing stemness-in hibiting microRNAs. Nat Cell Biol. 2009, 11(12):1487-95.

[7]Kim T, Veronese A, Pichiorri F. et al. p53 regulates epit helial-mesenchymal transition through microRNAs targeti ng ZEB1 and ZEB2. J Exp Med. 2011, 208(5):875-83.

[8]Korpal M, Ell BJ, Buffa FM, Ibrahim T. et al. Direct targ eting of Sec23a by miR-200s influences cancer cell sec retome and promotes metastatic colonization. Nat Med.2011, 17(9):1101-8.

[9]De Giorgi U, Valero V, Rohren E. et al. Circulating tumor cells and [18F]fluorodeoxyglucose positron emission to mography/computed tomography for outcome prediction in metastatic breast. J Clin Oncol. 2009, 27(20):3303-3311.

[10]Maheswaran S, Sequist LV, Nagrath S, Ulkus L. et al. Dete ction of mutations in EGFR in circulating lung-cancer cells. N Engl J Med. 2008, 359(4):366-377.