皮膚惡性腫瘤轉移機制的研究

賈敏鑫，李東霞

（內蒙古醫科大學附屬醫院皮膚科，內蒙古 呼和浩特 010050）

皮膚惡性腫瘤是人類腫瘤中最常見的一種，包括黑色素瘤和非黑色素瘤皮膚癌，全球范圍內其發病率正在逐年上升。皮膚鱗狀細胞癌（cutaneous squamous cell carcinoma，cSCC）和基底細胞癌（basal cell carcinoma，BCC）都有局部和遠處轉移的風險。據報道[1]，cSCC 轉移率在2%～9.9%。盡管BCC 的發病率很高，但轉移風險非常罕見，文獻報道轉移率為0.0028%～0.55%。惡性黑色素瘤（malignant melanoma，MM）是一種轉移性強、死亡率高的侵襲性皮膚惡性腫瘤，發病率和死亡率呈現逐年增加且發病有年輕化趨勢。近年來，我國黑色素瘤年增長率約為3%～5%，每年新發病例約2 萬例[2]。轉移性黑色素瘤患者預后不良，區域性或遠處轉移患者的5 年總生存率分別低于70%和20%，而局限性黑色素瘤患者的5 年總生存率高于95%。因此對皮膚惡性腫瘤轉移機制的研究對于早日診治并提高患者生存率有很大意義，本文主要對皮膚惡性腫瘤轉移機制的最新研究進展和現狀綜述展開討論，以期為今后相關研究提供借鑒。

1 皮膚惡性腫瘤轉移的相關分子生物學研究現狀

腫瘤的發生、發展是多因素、多步驟、多階段和多基因改變的復雜過程，現代腫瘤理論認為腫瘤由遺傳基因缺陷和基因的表觀遺傳改變引起，癌基因和抑癌基因是受累最多的兩大類型，各種關鍵基因的改變是人類腫瘤形成和發展的基礎。表觀遺傳的改變是指不涉及基因序列變化而發生的基因表達水平的改變，并且這種變化已被證明在癌變、癌癥進展和轉移中起著不可或缺的作用。

1.1 轉移性BCC 基底細胞癌是人類最常見的原發性癌癥之一，其惡性程度較低，且很少發生轉移性疾病，故現階段BCC 轉移機制的相關分子研究較少，而且能夠預測BCC 轉移潛能的分子譜尚未被發現[1]。國內外有學者證實有一些抑癌基因和原癌基因突變參與了BCC 的發生、發展，包括TP53 抑癌基因、RAS 原癌基因家族成員、Bcl-2、PTCH1、MYCN、PPP6C、PTPN14、STK19 和LATS1[3，4]。腫瘤的表觀遺傳異常往往是基因間遠端調節區和重復元件的甲基化，通常導致基因組不穩定，基因啟動子的甲基化，導致基因沉默。啟動子超甲基化導致的基兇沉默可影響到有關惡性腫瘤轉移關鍵信號的傳導通路。

1.2 cSCC 轉移 cSCC 是一種突變率高的惡性腫瘤，導致CSCC 發生、發展最常見的基因突變是P53 基因突變，常見的基因突變還包括NOTCH1、NOTCH2、HRAS 等[5，6]。同時p53 基因突變與病情的發展，腫瘤的轉移以及對放療、化療的敏感性和預后都密切相關。目前CSCC 的表觀遺傳學研究尚處于零散的DNA 甲基化研究階段，且未見權威系統報道結果。國外學者研究表明由太陽照射引起的DNA 低甲基化可能是cSCC 癌前和低危期的特征，當甲基化狀態從低甲基化轉變為高甲基化時，會演變為預后更差的晚期[7]。

1.3 MM 轉移 惡性黑素瘤比BCC 和SCC 更容易發生轉移。黑素瘤KIT 和BRAF 基因的突變是迄今為止發現的兩個最重要的生物標志物，目前幾乎所有的轉移性黑素瘤患者均進行此兩項標志物的篩選，并且越來越多的研究表明表觀遺傳修飾的改變在其中起重要作用。DNA 甲基化是癌癥研究最多的標志性表觀遺傳學事件之一。Marzese DM 等[8，9]報道的全基因組DNA 甲基化、拷貝數變異和基因表達分析證實了從原發性黑色素瘤到腦轉移過程中存在功能性DNA 甲基化改變。

2 皮膚惡性腫瘤與非編碼RNA 的關系

非編碼RNA（Non-coding RNA）是由基因組轉錄而成的不編碼蛋白質的RNA 分子。根據轉錄后形成RNA 的長度把它們分成兩類，即短鏈非編碼RNA（small untranslated RNA，sncRNA）和長鏈非編碼RNA（long non-coding RNA，lncRNA）。隨著測序技術的進步，發現基因組中非編碼區域所產生的非編碼RNA 同樣參與調控了不同疾病的發生發展過程，主要包括微小RNA（microRNA，miRNA）、長鏈非編碼RNA（long noncoding RNA，lncRNA）、環狀RNA（circular RNA，circRNA）等，調節著腫瘤細胞的細胞周期、凋亡、增殖、代謝、遷移、侵襲、血管生成等作用。但有關皮膚惡性腫瘤與非編碼RNA 的研究相對較少。

2.1 皮膚惡性腫瘤轉移與miRNA miRNA 是一種內源性的類似于siRNA 的小RNA 分子，長度為19～24 個核苷酸RNA 片段，通過核酸序列的互補性結合到特定的靶mRNA 上，并調節、翻譯或降解靶mRNA 來調控基因表達。研究證實[10-12]，miRNA 的表達與多種癌癥密切相關，可以調控腫瘤細胞的增殖、分化、轉移和凋亡等生命過程，對腫瘤的發生、發展有至關重要的作用。

2.1.1 MM 轉移與miRNA 腫瘤細胞轉移的進展被認為需要獲得幾種特性，包括遷移能力和侵入周圍組織進入血液或淋巴循環的能力。許多研究報道miRNA 在對黑素瘤細胞遷移、侵襲發揮作用。宋昊等[13]通過體外實驗證實mi-RNA128 靶向趨化因子CCL18 調控黑素瘤細胞侵襲轉移的作用。另一個與侵襲有明顯聯系的關鍵表面蛋白是受體c-MET，c-MET 的過度表達與一種叫做“侵襲性生長”的復雜生物學過程有關，這種過程導致許多不同腫瘤的細胞運動、侵襲和抗凋亡。一些miRNAs 被證明參與了MET 表達的調控，如miR-34b、miR-34c 和miR-199a-3p 被發現直接靶向MET，導致其mRNA和蛋白質水平降低。抑制這些miRNAs 可增加細胞系中MET 蛋白的表達，顯著增強細胞遷移和細胞粘附[14]。MITF 是一種重要的黑色素細胞和黑色素瘤特異性轉錄因子，與黑色素細胞的發育、成熟、凋亡等密切相關，其表達受多種miRNAs 的調控，如miR-137，miR-148 和miR-218 等[15]。這些數據表明多種miRNA 參與調控黑色素瘤的侵襲、轉移作用。

2.1.2 cSCC 轉移與miRNA 在CSCC 中明顯過度表達并且涉及血管生成、集落形成、遷移、侵襲，并提示惡性進展的相關miRNA 目前有miR-135b、miR-346、miR-17-92 和miR-497[16-19]。STAT3 在細胞核中起轉錄因子的作用，有促進惡性腫瘤進展的作用。研究表明[20]，miR-204 的過表達可抑制STAT3的活化及其向細胞核的轉移因此抑制了癌癥的進展。更好地了解miRNA 可能有助于闡明cSCC 轉移的生物學機制，并為治療這種疾病提供新的分子靶點。

2.2 皮膚惡性腫瘤轉移與lncRNA lncRNA 是一組長度超過200 個核苷酸的非編碼RNA，在細胞的增殖、分化、凋亡以及腫瘤的發展過程中發揮重要作用。lncRNA 在調控腫瘤轉移方面同樣發揮重要作用。

2.2.1 MM 轉移與IncRNA 目前發現與MM 轉移相關的幾種lncRNA 分子如下。HOX 反義轉錄RNA（HOTAIR）因其位于HOXC 基因簇的反義鏈而得名，最初被認為是原發性和轉移性乳腺癌中的高表達lncRNA。有研究顯示[21]，原發性非轉移性黑色素瘤的黑色素細胞病變有HOTAIR 的存在，但其染色非常弱，但在所有原發性組織和相應的轉移瘤中染色都非常強，認為HOTAIR 可能參與黑素瘤的轉移過程。BANCR 是由BRAF 基因誘導產生的一種可在MM 細胞中過量表達的轉錄lncRNA 產物。BANCR 參與多種人類惡性腫瘤，可調控一系列與細胞遷移能力相關的基因，如趨化因子CXCL11。BANCR 可通過提高CXCL11 表達水平促進MM 細胞的轉移[22]。尿路上皮癌相關1（UCA1）最初在膀胱癌細胞中被發現上調。UCA1 在黑色素瘤中的表達與鄰近正常組織相比顯著上調。此外，UCA1 在晚期黑色素瘤中的表達水平顯著高于對照組早期。在體外實驗中發現[23]，降低UCA1 的表達可以有效降低MM 的轉移能力。

2.2.2 cSCC 轉移與IncRNA 與MM 相比，對于lncRNA 在cSCC 侵襲轉移過程中的機制認識尚不透徹。同黑素瘤一樣，Yu GJ 等[24]研究表明，HOTAIR 低表達能顯著抑制cSCC 細胞的遷移、增殖及其EMT 過程，說明HOTAIR 是cSCC 細胞生長的關鍵性正調控因子，起著癌基因的作用。近來有研究證實LINC00520 在體外抑制cSCC 細胞的增殖、侵襲和遷移，在體內抑制腫瘤的生長和轉移[25]。另有研究顯示[26]，lncRNA-PICSAR 通過改變膠原蛋白和纖連蛋白結合整合素的表達來調節細胞遷移，為cSCC 侵襲轉移機制提供了新的可能。

2.3 皮膚惡性腫瘤轉移與circRNA 的關系 circRNA是一種新型的具有獨特性質的內源性非編碼RNA，其不具有5'端帽子和3'端尾巴，是以共價鍵形成的閉合環狀分子。circRNA 最初被認為是剪接錯誤的結果，但后來的研究表明，circRNA 與人類疾病特別是癌癥有著密切的聯系，可能成為更好的生物標志物，繼miRNA 和lncRNA 之后，circRNA逐漸成為腫瘤RNA 領域的一個新熱點[27]。而目前circRNA 在皮膚惡性腫瘤轉移方面的文獻較少，只有少數黑素瘤轉移研究，表明circ_0017247 通過在體外和體內靶向miR-145 來增強黑素瘤細胞的遷移和侵襲[28]。國外學者通過將微陣列circRNA 表達譜與生物信息學靶標預測和序列分析相結合，已經在BCC、cSCC 中發現了許多異常表達的circRNA，但其與腫瘤轉移是否有重要關系尚需進一步研究[29，30]。

3 皮膚惡性腫瘤轉移與上皮間質轉化（EMT）的關系

上皮間質轉化（epitheliai-mesenchyma transition，EMT）是指上皮細胞受到細胞外因子作用轉化為具有間質表型細胞的可逆生物學過程，在EMT過程中上皮細胞改變其形態、使細胞結構失去了上皮細胞特征表型，并獲得侵襲性和遷移性間充質表型，同時EMT 參與腫瘤的發生與發展，尤其在腫瘤轉移方面扮演重要角色。

3.1 EMT 參與MM 侵襲轉移 研究表明[31]，在惡性黑色素瘤細胞系中，酸性微環境和脂肪微粒通過上調間質標志物，抑制E-cadherin，觸發EMT 程序，進而增強惡性黑色素瘤的遷移和肺轉移能力；Zeb1作為EMT 相關轉錄因子，經促進EMT 的發生而促進腫瘤的發生發展和轉移，Chen Y 等[32]研究發現黑素瘤亦是如此；此外，Kosnopfel C 等[33]首次證實YB-1 的細胞質活性除了作用于乳腺癌細胞外，通過促進EMT 樣特性刺激黑素瘤細胞的致瘤性和轉移潛能；纖維連接蛋白1 是糖蛋白家族的一員，在腫瘤轉移中起著重要作用。Li B 等[34]認為FN1 可能參與粘著斑和PI3K-Akt 信號通路調節EMT 過程和細胞凋亡并促進MM 轉移。因此，EMT 在MM 侵襲轉移過程中發揮關鍵作用，通過遏制促進EMT發生的相關因子及通路有可能成為MM 治療的重要手段。

3.2 EMT 參與cSCC 轉移 近幾年，關于EMT 參與cSCC 轉移機制的相關研究越來越多。Zhang J 等[35]人揭示了TGF-β1 促進DNA-PKcs 的活化，并且DNA-PKcs 通過磷酸化Smad3 增強TGF-β1 誘導的參與cSCC 侵襲和轉移的EMT 程序；雌激素相關受體α 的過表達促進了EMT 和STAT3 途徑的激活，促進腫瘤侵襲性和轉移，并可能成為cSCC 治療的新靶點[36]。

4 皮膚惡性腫瘤轉移與腫瘤微環境的關系

腫瘤微環境是指腫瘤細胞存在的周圍環境，包括內皮細胞、成纖維細胞、免疫細胞等細胞成分，以及細胞因子、生長因子、細胞外基質等細胞外成分。腫瘤微環境不僅為腫瘤生長提供能量支持，而且調控腫瘤信號通路，促進腫瘤細胞的增殖、侵襲和轉移。研究腫瘤微環境的作用機制，探索腫瘤微環境與腫瘤細胞的相互作用是未來癌癥轉移研究的一個重要領域。

腫瘤微環境在理化性質方面具有低氧、低PH以及炎性狀態的特點。國內有學者研究發現皮膚SCC 和BCC 中核轉錄因子缺氧誘導因子-1（hypoxia-inducible factor-1，HIF-1）過表達與新生血管形成和細胞增殖有關，可能在其發生發展過程中發揮重要作用[37]。腫瘤酸性微環境誘導腫瘤惡性表型，用酸性培養基處理小鼠黑色素瘤細胞可以增加黑色素瘤細胞的肺部轉移[31]。炎癥是活體組織對損傷因子所發生的防御反應，慢性炎癥會增加腫瘤進展的風險，而由炎癥發展為腫瘤的機制也成為研究的熱點。

4.1 腫瘤相關成纖維細胞 腫瘤相關成纖維細胞（cancer-associated fibroblast，CAFs）是腫瘤微環境的主要成分，與正常成纖維細胞相比，CAFs 是體積較大的紡錘形間充質細胞，參與腫瘤的發生，發展和轉移。Sasaki K 等[38]研究了BCC，SCC 和黑素瘤中的CAF 表型，在BCC 中觀察到PDGFRβ、CD10、S100A4 和Twist（與上皮細胞間質轉化過程相關的蛋白質）的表達增加。在HNSCC 中CAFs 釋放一些維持腫瘤細胞干細胞特性的因子，同時釋放一系列有助于腫瘤侵襲的蛋白酶[39]。免疫組化研究顯示黑色素瘤相關成纖維細胞表達成纖維細胞活化蛋白α、平滑肌肌動蛋白等。成纖維細胞可轉化為肌纖維母細胞，并參與血管生成過程[40]。這在黑素瘤細胞侵襲、遷移過程中有重要作用。

4.2 腫瘤相關巨噬細胞 腫瘤相關巨噬細胞（tumour-associated macrophages，TAM）在腫瘤發生發展中起到重要作用，通常由血液中單核祖細胞趨化至腫瘤組織，然后在腫瘤微環境的作用下誘導產生。近年來，TAM 作為腫瘤研究中的熱點，已經被證明在促進腫瘤生長、血管生成、腫瘤侵襲、轉移等方面發揮重要作用[41]。有報道顯示，TAM 釋放各種有利于癌癥發生的因素，如VEGF 和MMPs。腫瘤中大量的巨噬細胞炎癥浸潤促進腫瘤細胞吸引促炎細胞，可以刺激腫瘤生長以及血管生成[42]。巨噬細胞遷移抑制因子（MIF）屬于T 淋巴細胞、巨噬細胞等釋放的一類促炎細胞因子，MIF 參與抑制黑色素瘤進展、血管生成和侵襲，是一種很好的治療靶點[43]。

4.3 細胞因子 細胞因子可以誘導促炎癥（IL-1，IL-6，IL-8）或抗炎反應（IL-4、IL-10、IFN），但在很多情況下，細胞因子起著雙重作用，這在腫瘤發生發展中很重要。在BCC 中，IL-22 和IL-17 可以促進細胞增殖和刺激細胞遷移，對腫瘤發生發展有直接影響[44]。最近的研究發現IL-22 是由cSCC 腫瘤微環境中各種細胞分泌的，尤其是通過CD4+T 淋巴細胞，IL-22 可能有刺激腫瘤生長、細胞遷移和促炎細胞因子釋放等作用。為了生長和入侵其他地方并創造良好的腫瘤細胞生存環境，黑色素瘤細胞分泌一系列具有自分泌或旁分泌作用的生長因子，如bFGF、PDGF 和TGFβ 等[45]。

5 總結

皮膚惡性腫瘤轉移過程復雜，諸多的細胞內調控網絡、細胞外因素等都會對其造成影響。迄今為止，人類對惡性腫瘤轉移機制的認識依然有限，現階段臨床研究的重點就是針對腫瘤侵襲轉移中的一些關鍵環節設計有效的阻斷方案，有望達到遏制腫瘤侵襲轉移的目的。本文從不同角度對皮膚惡性腫瘤轉移機制相關的分子生物學、非編碼RNA、EMT 及腫瘤微環境等方面進行了綜述，隨著研究的不斷深入，期待在腫瘤轉移機制中尋找腫瘤治療的新的靶點，為提高皮膚惡性腫瘤患者生存率和生活質量提供新的契機。