转录因子Snail 与胃癌关系的研究进展

张媛媛，羊轶驹

哈尔滨医科大学附属第一医院消化内科，黑龙江 哈尔滨150001

胃癌是消化系统最常见的恶性肿瘤，是人类十大恶性肿瘤之一，其死亡率居世界癌症死因的第二位［1］。每年全球新发胃癌病例约90 万例，同时约有70 万人死于胃癌。我国是胃癌发病率和死亡率最高的国家，发病率和死亡率均为世界平均水平的2 倍多。近年来，尽管胃癌的诊断和治疗取得了较大进展，但其发病率和死亡率仍无明显下降。胃癌预后差的主要原因是肿瘤对周围组织的侵袭，及在肿瘤早期就发生邻近组织和远端组织的转移。多种因素如慢性幽门螺杆菌(H.pylori)感染及饮食因素都可以促进胃癌的发生、发展。胃癌向胃壁各层浸润，当穿透浆膜后，癌组织可接连不断地向周围组织和邻近器官广泛蔓延生长并可通过淋巴管和血管区域淋巴结及远处器官等处转移。目前，对于胃癌的治疗仍以手术为主，放化疗为辅，临床上对胃癌早期发现认识的缺乏和肿瘤自身的侵袭、转移，都是导致其治疗失败的主要原因。因此，有效治疗胃癌的关键是抑制肿瘤的侵袭及转移。胃癌的发生是多基因、多步骤共同作用的结果。此过程需要经历一系列复杂的信号传导通路及众多细胞因子参与，上皮细胞通过间变、转化、增殖、分化及不典型增生等过程最终发生癌变。Snail 具有诱导上皮-间质转化(epithelial-mesenchymal transitions，EMT)的作用，其过度表达会导致EMT，EMT 与肿瘤细胞的侵袭、转移密切相关，因此可增强胃癌的侵袭和转移，加速恶化进程。本文对Snail 在胃癌侵袭、转移中的进展作一概述。

1 Snail 的分子构成及其功能

Snail 首先在果蝇中被发现，在中胚层的形成中起重要作用，Snail 超家族成员包括Snail、E12/E47、ZEB1、SIP1、Slug 等，这些基因具有对细胞-细胞黏附糖蛋白的转录抑制作用，随后Snail 的同源分子相继在不同脊椎动物中被识别，其含有4 ～6 个锌指结构的羧基末端区域和氨基末端区域，Snail 相关基因的一致结合位点都包含有一个6 碱基的核心GGTGTG，该基序与所谓的E-盒(E-box)完全相同，锌指由2 个β 折叠片、1 个α 螺旋和含有1 个DNA 连接凹槽的氨基酸末端区域构成。Snail 家族成员具有促进细胞转移的作用［2］，其中包括EMT。EMT 以上皮细胞极性的丧失及间质特性的获得为重要特征［3］，具体包括细胞黏附分子(E-钙黏蛋白)表达减少，EMT 的表达与E-cadherin表达下调有关，E-cadherin 在上皮细胞分化和维持细胞极性中起重要作用，它通过与黏附素(α、β、γactenin)结合作用于细胞骨架来调节细胞内信号传导，经Wnt 信号传导通路调控肿瘤生长［4］。Snail 可与Ecadherin 启动子上的E-box 作用元件结合从而抑制Ecadherin 的转录［5］。Wang 等［6］研究表明诱导EMT 发生的转录因子Twist，其分子机制与Snail/Slug 相似，与E-cadherin 启动子区域的E-box 基序结合，抑制E-cadherin 的表达。胃癌在转移过程中有4 个重要步骤，恶性肿瘤细胞必须从原发肿瘤获得转移能力，这就意味着它必须去除细胞-细胞和细胞-基质间的相互作用，成为游动性的，并且为肿瘤间质获得可塑变形性。随之，其获得侵袭力，使得周围细胞外基质降低，并从原发肿瘤大面积脱离。接着，其侵入脉管系统、淋巴管基底膜和内皮屏障系统中，通过血行或淋巴系统转移。其必须具有穿透远处内皮细胞和血管内皮屏障及基底膜的能力，最终在远处位点形成与原发灶形态结构相似的转移癌［7］。

另 外，Snail 超 家 族 的 SCRATCH 群，包 括SCRATCH1 和SCRATCH2，在胚胎发育早期显示不同的功能。但不是所有的Snail 家族成员都具有致癌性，而是特别的Snail 家族成员，SCRATCH 亚群在功能上与Snail 不同，因此Snail 及其家族成员的致癌特性需进一步研究［8］。

2 Snail 在胃癌中的调节途径

Snail 是一种极不稳定，易被降解的蛋白，Snail 在胃癌中的表达具有复杂的信号调节机制，之前有研究表明，EGFL7 的高表达可进一步促进胃癌的浸润和转移。EMT 启动了转移级联，并赋予肿瘤细胞侵袭和迁移能力。我们发现，通过划痕损伤和Transwell 小室迁移实验，揭示了在大多数人类胃癌细胞系中，EGFL7高度表达可促进细胞的侵袭和迁移能力。相反，通过shRNA 介导敲除EGFL7 可使其侵袭和迁移力降低。在切离的人胃癌组织标本中，EGFL7 的表达水平与间充质标记物波形蛋白和EMT 的转录表达水平及Snail呈正相关，而与E-钙黏蛋白的表达呈负相关。在胃癌细胞系中，EGFL7 的敲除，使波形蛋白和Snail 的表达降低，并逆转了EMT 的形态标志。此外，通过表皮生长因子受体(epidermal growth factor receptor，EGFR)酪氨酸激酶抑制剂AG1478，促进EGFR 和蛋白激酶B(AKT)磷酸化激活，从而对EGFL7 的表达产生明显的抑制作用。因此，在胃癌细胞中，AG1478 降低了EGFL7 的表达从而削弱了其侵袭和转移能力。研究结果表明，EGFL7 通过EGFR-AKT-Snail 信号通路激活EMT 而促进侵袭、转移。中断EGFL7-EGFR-AKTSnail 信号有望成为胃癌治疗的可行策略［9］。最新研究证明［10］，EphA2 高表达促进了N-钙黏蛋白和Snail的上调，并促进Wnt 基因/β-catenin 的目标基因TCF4及细胞周期蛋白D1 和c-Myc 等，而对沉默EphA2 的短发夹RNA 则起相反作用。此外，抑制了Wnt 基因/β-连环蛋白通路的XAV939 则使EphA2 的表达降低。这些观察结果表明，EphA2 的上调与胃癌的侵袭、转移密切相关，而且EphA2 通过激活Wnt/β-catenin 信号通路促进胃癌细胞发生EMT。Mani 等［11］证实永生化的乳腺上皮细胞在TGF-β1 诱导或转染Snail 或Twist时启动EMT，并产生干细胞样的细胞。TNF-α 不仅作为自分泌生长因子，也可诱导其他生长因子，诸如双调蛋白、EGFR 和TNF-α，从而导致肿瘤细胞过度增殖表达。近期研究发现炎症因子如TNF-α 是诱导Snail 稳定的主要信号。TNF-α/NF-κB 稳定Snail 蛋白是由转录诱导COP9 信号复合体2(COP9 signalosome 2，CSN2)介导的，它通过干扰Snail 与GSK-3β 和β-转导重复相容蛋白(β-transducin repeat-containing protein，β-TRCP)的结合，从而抑制Snail 的磷酸化和泛素化，进而导致Snail 稳定在非磷酸化和非泛素化状态［12］。进一步研究表明，酪蛋白激酶1(casein kinase 1)磷酸化Snail 是后续GSK-3β 磷酸化降解Snail 所必需的［13］。同时TNF-α 也有利于肿瘤血管的生成。它通过各种血管生成因子，如IL-8 和VEGF，来介导肿瘤血管的生成，并且通过JNK 和AP-1 依赖性途径而成为VEGF 的关键调节剂和促进Jagged-1 的表达［14］，而Snail 对TNF-α 的表达具有协同作用，通过阻断其各信号途径的表达，从而达到抑制肿瘤细胞过度增殖的目的。EMT 的功能与N-cadherin、Snail1、Snail2 和间质标记物Vimentin 蛋白的表达增加及E-cadherin 蛋白的表达减少有关。血管内皮生长因子的变化导致TGF-β1信号的改变，包括Smad7 蛋白减少(TGF-β 抑制Smad蛋白)，TGF-β-Ⅱ增加和Smad3 基因磷酸化易位到细胞核。因此，促进了胃癌新生血管的生成，从而增加胃癌肿瘤细胞的侵袭、转移［15］。

3 Snail 与胃癌的侵袭、转移

近年来Snail 在胃癌侵袭、转移中的作用越来越受到人们的关注，其中Snail 诱导的EMT 在胃癌发生、发展中起关键作用。EMT 是指上皮细胞通过特定程序转化为具有间质表型细胞的生物学过程。在胚胎发育、慢性炎症、组织重建、癌症转移和多种纤维化疾病中发挥了重要作用，涉及细胞形态和EMT 相关基因表达的改变［16-17］。在胃癌细胞中Snail 和Slug 具有协同上调作用，Snail 高表达可以抑制E-cadherin 的表达，Snail 的表达与E-cadherin 的表达呈负相关，在胃癌的侵袭和转移中发挥了极其重要的作用。胃癌组织中Snail 高表达可以抑制E-cadherin 的表达，从而导致胃癌细胞间的黏附作用丧失，使癌细胞易于发生侵袭和转移，并认为Snail 促进胃癌的侵袭、转移机制与Ecadherin 的功能密切相关。EMT 诱导肿瘤从原发部位通过淋巴管或静脉血管发生侵袭、转移，在恶性肿瘤早期发展中，可能与Snail 的上调和E-cadherin 的下调有关［18］。Snail 全面影响上皮细胞表达谱，除可下调E-cadherin外，还下调封闭蛋白(claudin)、密封蛋白(occludin)、黏蛋白(mucin)、角蛋白18(cytokeratin 18，CK18)，同时也可上调纤维黏连蛋白(fibrbnectin)、波形蛋白(vimentin)、基质金属蛋白酶(matrix metallopmteinase，MMP)1、2、7、9 和细胞膜型基质金属蛋白酶-1(membrane type 1-matrix metalloproteinase，MT1-MMP)等［19］。Côme 等［20］研究表明，在肝癌中，Snail不但可以通过间质调控基质金属蛋白酶家族成员的表达增加细胞的侵袭力，而且可以抑制E-cad 的表达。其特点是上皮细胞蛋白E-cadherin、a、0、Y-连环素等表达下降或缺失，而vimentin、α-SMA 等则表达增加，从而使肿瘤细胞侵袭转移能力加强。此外，Snail 的高表达与肿瘤的病理分期密切相关，近期研究［21］表明Snail 与淋巴结的转移明显相关，且Snail 的高表达与胃癌患者的复发和不良预后密切相关［22］。张莉丽等［23］研究证明，Snail mRNA 在正常胃黏膜组织中表达水平较低，但其随着胃癌的发生、发展、侵袭及浸润性的增强而增强，尤其在TNM 3 ～4 期、分化程度降低并伴有淋巴结转移和远处血行转移的胃癌中，Snail mRNA 过表达。综上，转录因子Snail 与胃癌有密切关系，对Snail 家族作用机制的研究可能为胃癌治疗提供新的思路。

肿瘤的发生、发展、侵袭和转移是一个复杂的过程。尽管目前对于胃癌的治疗已取得很大进步，但其侵袭和转移仍然是当今面临的一个重要难题。如何早期发现并通过阻断各种途径的发展，从而取得有效治疗，是急需解决的问题。我们可以通过更多的实验研究促进胃癌进展转移的机制，为临床上胃癌分子治疗提供新的理论依据及治疗策略。从而提高胃癌患者的生存率，达到预防及治疗胃癌，并防止其复发的目的。

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