上皮間質細胞轉化在腫瘤侵襲轉移及化療耐藥中的作用

彭凱麗，陳宏輝

上皮間質轉化（epithelial to mesenchymal transition，EMT）是指在某些特定的生理條件及病理狀態，上皮細胞失去上皮表型而向間質細胞轉變，在這一過程中上皮細胞失去極性，細胞間以及細胞與基底膜的連接減弱，細胞外基質重塑，從而使上皮細胞轉變為遷移、侵襲、抗凋亡能力更強的間質細胞［1］。在演變過程中伴隨著上皮黏附分子（如E-cadherin、β-catenin）的表達缺失或下調及間質表型蛋白（如vimentin、N-cadherin）的表達或上調。1968年，ELizabeth在雞胚原條形成模型中首次提出 “上皮間質轉變”這一概念，但隨后研究中發現EMT具有可逆性及參與腫瘤的惡性轉移，逐漸將“上皮間質轉化”替代“轉變”。2003年，國際EMT第一次會議則將“上皮間質轉分化”及“上皮間質轉變”通稱為“上皮間質轉化”。EMT根據不同的生物學環境可分為三型：1型EMT與胚胎形成及器官的發育相關；2型EMT與組織的損傷修復及再生和器官的纖維化相關；3型EMT與腫瘤的發生、發展及轉移相關。原發性腫瘤通過3型EMT使其形成具有遷移及侵襲能力的間質細胞。目前研究發現EMT對腫瘤的發生、發展及轉移、耐藥具有重要意義［2，3］。

1 參與誘導或調控細胞發生EMT的因素

目前認為EMT的發生包含一系列的過程，上皮細胞與周圍組織細胞-細胞和細胞-細胞外基質ECM的相互作用改變及細胞骨架重組，賦予其有移動能力的三維的ECM并且具有一個新的轉錄程序維持的間充質的表型。在EMT進程中，參與誘導細胞發生EMT的因素眾多，涉及多條信號通路、轉錄因子及相關基因。多種生長因子、激酶類蛋白、轉錄因子等通過信號通路或直接調控細胞發生EMT，比如常見生長因子轉化生長因子β（transforming growth factor beta，TGF-β）［4］可通過整合素 B1 信號傳導途徑促進Smad3分子依賴的基因轉錄，或通過有絲分裂原活化蛋白激酶途徑（p38/MAPK）介導的信號轉導途徑影響基因表達，促進EMT的發生［5］；血 管內皮生長因子［6］（vascular endothelial growth factor，VEGF）也可通過自分泌促進細胞發生EMT。目前發現 Snail、Slug、ZEB1、Twist、Smad、 核轉入因子-κb（NF-κb）等轉錄因子與 EMT密切相關。 如snail可抑制E-cad的表達以及上調波形蛋白的表達，也可通過B-cat/T細胞因子-4信號通路促進EMT發生，NF-kb可通過蛋白激酶 B（PKB）上調snail表達，也可通過抑制E-cad蛋白表達并上調ZEB2、ZEB1 因子而加快 EMT 的發生［7］。 目前研究比較熱門的MicroRNA在EMT調控中也發揮重要的作用，研究顯示，MicroRNA主要通過上調ZEB1、ZEB2 因子誘導 EMT 發生［8，9］。 關于蛋白激酶，目前研究較多的是G-蛋白偶聯受體酪氨酸可通過絲裂原活化蛋白激酶（MAPK）信號通路將胞外信號轉入核內，影響相關基因表達，介導EMT發生。

通過一系列改變，細胞發生EMT，獲得間質細胞特性，增強其遷移性、侵襲性、耐受凋亡能力。大量研究［10］發現在肝癌、胰腺癌、直腸癌、乳腺癌均有EMT 的發生。 而 Snail［7］、Twist［11］、E-cadherin［12］等指標與幾乎所有腫瘤有關，因此對EMT經典指標的進一步探討可能為臨床治療提供新的突破點。

2 EMT在腫瘤侵襲與轉移中的作用

轉移是90%癌癥患者的死因［13］，EMT賦予細胞的遷徙和侵襲特性，腫瘤在發生EMT過程中可獲得抗凋亡和衰老、免疫耐受及腫瘤干細胞的特征。Toh［14］研究發現將黑色素瘤細胞株暴露于TGF-β中，可以觀察到細胞出現抗凋亡特性及持續的EMT，EMT誘導劑持續作用可維持細胞的間質性誘導免疫耐受。

目前研究發現，不是所有腫瘤細胞都具有再生腫瘤能力，其中具有自我更新能力并能產生異質性腫瘤細胞稱為腫瘤干細胞，腫瘤干細胞是腫瘤細胞侵襲轉移主要原因之一。而EMT可誘導腫瘤產生腫瘤干細胞。Mani等［15］研究報告EMT誘導永化生人乳腺上皮細胞（hmles）對骨髓間充質干細胞特征的采集和標記物的表達結果，發現這些細胞有能力增加形成微球體，與乳腺上皮干細胞具有相關性，轉化人乳腺上皮細胞發生EMT細胞形成軟瓊脂集落、腫瘤。這些結果說明，EMT能誘導腫瘤細胞出現干細胞特征。而Beug［16］的研究也發現乳腺癌細胞可以經過EMT發生乳腺癌干細胞。上述發現表明，分化成熟的上皮細胞和癌細胞均能通過EMT獲得干細胞特征，為腫瘤化療、轉移等研究開辟了新方向。越來越多的研究表明，EMT在腫瘤的侵襲及轉移中扮演重要的角色，這些不同腫瘤之間的共性揭示EMT在腫瘤的遷移及轉移中有著無法取代的地位。

3 EMT促進腫瘤化療耐藥形成

腫瘤細胞的分化狀態與化療敏感性密切相關。近年研究顯示，EMT可能參與肺癌、胰腺癌、乳腺癌、肝癌等腫瘤細胞耐藥形成。研究表明，EMT會降低肝癌細胞對化療的敏感性，如表皮生長因子受體靶向治療中，上皮細胞比間質細胞更敏感［17］。基底型的膀胱癌表現為明顯的間質細胞特點，它不僅有復發轉移的特點，耐藥性也更高［18］，這說明EMT涉及原發性腫瘤耐藥的機制。但有學者發現，EMT也與獲得性耐藥有關，Chung等［19］發現在肺癌細胞臨床標本中，經厄洛替尼治療后，殘留的腫瘤細胞發生了EMT現象，主要表現為波形蛋白等間質表型的升高，他們提出EMT是獲得性耐藥及腫瘤復發的重要原因之一。Maseki等［20］通過逐步提高吉非替尼濃度建立頭頸部鱗癌細胞耐藥株，然后檢測發現E-鈣黏蛋白的損失，取得波形蛋白等間質表型的表達。Jia等［21］用類似的研究策略獲得紫杉醇耐藥性的NOS2卵巢癌細胞株，同樣表現出snail、MTI-MMP表達水平升高。事實上研究發現很多調控EMT相關的調控因子zebl，zeb2，snail等均發現與不同腫瘤的耐藥有關。

4 調控EMT降低腫瘤侵襲轉移及化療耐藥的策略

目前手術與化療是治療惡性腫瘤最常用的手段，但腫瘤的侵襲轉移及耐藥性往往是化療失敗及預后不良的重要因素。腫瘤EMT發生受復雜的信號通路、轉錄因子及相關基因調控，這些信號通路、轉錄因子及相關基因也誘導著腫瘤侵襲轉移和細胞耐藥，目前可通過靶向EMT減少腫瘤侵襲轉移及降低化療耐藥，EGFR-TKI藥物已被證實是有效殺害腫瘤細胞的藥物之一，不但能抑制腫瘤的侵襲轉移，還能促進細胞間質表型轉化為上皮表型。另外，通過藥物或基因干擾技術降低相關轉錄因子的表達進而抑制EMT過程，也是降低腫瘤侵襲轉移及降低化療耐藥的策略之一，如Lim等［22］通過基因檢測發現 ARID2通過下調 cyclinD1、cylinE1和CD44表達，能顯著控制癌細胞的侵襲和轉移能力，為尋找抗腫瘤治療的新靶位奠定基礎。研究發現HDACs、twist、AXL等能夠獨立抑制E鈣黏蛋白表達，進而導致EMT，據此開發一些該基因抑制藥物或許也可達到此效果，目前仍是研究熱點。

綜上可見，EMT在腫瘤發生侵襲轉移及腫瘤耐藥中的重要作用逐漸被人們所認識，以EMT為靶點的新型抗腫瘤藥物和治療途徑的研究已經成為該領域的研究熱點。但腫瘤細胞發生EMT和耐藥機制復雜，涉及信號通路及基因之間有交叉但又有個性化差異，未來可通過基因檢測和分析或許可有效實現腫瘤患者的個性化治療，降低腫瘤侵襲轉移及化療耐藥。但未來以EMT為靶點的個性化治療，將需要予以更多精力去探索。

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