间充质上皮细胞转化在肿瘤进展中的作用机制研究进展

摘要:间充质上皮细胞转化(MET)在肿瘤进展中具有重要意义，MET过程比较复杂，多种信号通路、转录因子、细胞因子、基因、mircoRNA及肿瘤微环境参与此过程。MET不仅会导致细胞的增殖能力、迁移、侵袭性下降，同时对药物的敏感性增强。关于MET在肿瘤进展中的作用机制目前尚未研究彻底，需要进一步揭示其发展机制，为恶性肿瘤的治疗开辟新思路。

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

基金项目:国家自然科学基金资助项目(81272562)。

通信作者:王晓芳，E-mail: Xiaofangwang2014@126．com

上皮细胞间充质转化(EMT)使得肿瘤上皮细胞去除已分化表型，并获得某些间质细胞的表型，使肿瘤细胞的移动、侵袭、抗凋亡能力增强。但是，在肿瘤转移的后期阶段，肿瘤细胞需要进行间充质上皮细胞转化(MET)获得上皮细胞表型，才能形成与原发病肿瘤相似的转移瘤。临床研究显示，出现MET的肿瘤具有明显远处转移的特性，且患者预后不好。细胞EMT过程牵涉各种信号通路、转录因子、细胞因子等，机制较为复杂。现将对MET在肿瘤发展中的作用机制作一综述。

1　MET信号通路

1．1　Wnt/β-catenin信号通路　研究表明，Wnt/βcatenin信号通路异常表达是多种肿瘤生成的关键因素之一，也与EMT紧密相关。国内有关研究发现，卷曲相关蛋白Frzb/sFRP是Wnt信号的负调节因子，其基因位于2q，具有抗肿瘤作用，Frzb/sFRP的作用机制主要是隔离Wnt信号配体、与Frizzled受体形成非功能性复合物、阻止β-catenin介导的E-cadherin表达而影响Wnt信号传导 ［1］。例如在前列腺癌PC-3细胞中表达Frzb/sFRP3后，出现癌细胞间相互作用增强、E-cadherin、keratin-8表达增加的上皮细胞特性，减少了间质细胞的特性，同时细胞的侵袭、迁移能力下降，即Frzb/sFRP3能逆转Wnt/βcatenin信号导致的EMT，而向MET方向转化 ［1］。可见，抑制Wnt/β-catenin信号通路可诱导肿瘤细胞发生MET。

1．2　TGF-β信号通路　TGF-β信号通路在MET过程中起关键性作用，外源性或者内源性的分子可以通过直接或间接途径抑制TGF-β信号通路上调上皮细胞表型。骨形态蛋白(BMP)是TGF-β家族保守的分泌信号分子，BMP与受体结合后能激活Smad1、5、8，并与细胞核内的Smad4结合，最终影响相应基因的表达 ［2］。其亚型BMP7在前列腺癌中可增加E-cadherin/vimentin比例;在乳腺癌细胞系中，BMP7可抑制Smad依赖的TGF-β 1信号通路，使细胞中上皮表型E-cadherin表达上调，间质细胞表型vimentin表达下降，且骨转移乳腺癌中BMP7表达低于无转移乳腺癌腺 ［3］。可见BMP7是TGF-β信号的拮抗剂，与肿瘤致瘤能力和侵袭性呈负相关，将内源或外源性的BMP暴露于瘤细胞后可使瘤细胞发生MET。另外还有Slug、SMA、Twist、Snail信号通路，它们与Wnt/β-catenin及TGF-β通路都存在着联系，影响细胞的MET-EMT发生 ［4］。

2　MET的调控机制

2．1　转录因子　研究发现，只有干细胞转录因子Oct4、Sox2、Klf4和c-Myc同时表达，才能使小鼠多潜能干细胞完成向成纤维细胞分化的MET过程，此过程伴随着TGF-β受体TbR-Ⅱ的减少 ［5］。在肿瘤发展中，MET的形成与多种转录因子有关。转录因子Pax有多种亚型，其中Pax2是后肾间质细胞早期MET的主要调节因子，在正常机体内，后期形成成熟小管上皮后表达大幅度下降; Wiggan等 ［6］研究成骨细胞MET发现，Pax3主要诱导细胞聚集，通过非经典和平面细胞极化的Wnt通路激活C-N端激酶/应激活化蛋白酶JNK/SAPK，导致细胞形态、活动性、黏附性的改变和细胞骨架的重排，促进间质细胞发生MET。Paxs在多种肿瘤中表达增强，在肿瘤发展中Pax3-FKHR信号通路的异常能促进MET的发生 ［7］。

粒状头样2(GRHL2)是粒状头样(GRHL)家族成员之一，在基底样乳腺癌中，GRHL2与上皮标记分子E-cadherin高度相关。在正常人乳腺上皮细胞MCF10A中，干扰GRHL2表达可以导致E-cadherin的下调，从而促进EMT的发生;乳腺癌中，过表达GRHL2可以显著诱导上皮表型基因的表达 ［8，9］。GRHL2促进肿瘤细胞MET发生的机制，一方面归结于GRHL2对一系列上皮表型基因的调控，另一方面可能与其抑制TGF-β诱导的MET有关 ［8］。

Fox转录因子是螺旋—转角—螺旋DNA结合蛋白，Foxg1蛋白的异常表达导致MET发生异常，进而形成肾母细胞瘤 ［10］。PoxC2表达升高能促进间质细胞基因上调，与肿瘤细胞EMT有关，但并非通过抑制E-cadherin表达形成EMT。

2．2　细胞因子　纤维生长因子(FGF)及FGF受体(FGFR)与EMT、MET具有紧密联系，其中FGFR2b主要表达于上皮细胞，与FGF10、FGF7配体结合;而FGFR2c主要表达于间充质细胞，与FGF2结合。在前列腺癌及膀胱癌进展过程中，FGFR2b和FGFR2c之间的转变，往往伴随着EMT和MET的相互转化 ［11］。在前列腺癌动物模型中发现，FGFR2b诱导MET的发生主要是由Fox2介导的外显子Ⅲc向外显子Ⅲb的转化而引起的。

表皮生长因子受体(EGFR)在肿瘤中高表达，与肿瘤进展有关。Milsom等 ［12］发现，体外抑制EGFR的分泌能使细胞表面E-catenin增加，细胞之间粘连性增强;应用酪氨酸激酶抑制剂可以抑制肿瘤恶化、转移，逆转MET。在乳腺癌中，Src同源磷酸化酪氨酸磷酸酶2(SHP2)抑制剂能抑制EGFR诱导的Ras-ERK和磷脂酰肌醇3-激酶(PI3K) -Akt信号通路的活化，诱导乳腺癌细胞表达上皮细胞表型，反之则表达fibronectin和vimentin等间充质细胞表型。可见由上游SHP2作用EGFR，进一步诱导Ras-ERK和PI3K，促进细胞EMT和MET之间的相互转化 ［13］。

结缔组织生长因子(CTGF)是一种分泌蛋白，在头颈癌中，CTGF通过αγβ 3诱导c-Jun表达，c-Jun直接激活多潜能基因POU5F1、NANOG和SOX2，促进癌细胞MET，多潜能基因和CTGF表达上调后肿瘤干细胞数量增加，患者预后差，单独CTGF表达低则抑制EMT，间充质细胞增加，癌细胞侵袭性增强，预后也较差 ［14］。

此外，肝细胞核因子4α(HNF4α)在肝癌转移部位与E-钙粘素表达呈正相关，在原位癌中则表达下降。巨噬细胞移动抑制因子(MIF)是一种炎性细胞因子，作用于直肠癌细胞后可使其发生慢性炎症，导致纤维细胞表型减少，出现上皮细胞形态及免疫表型 ［15］。

2．3　micro-RNA micro-RNA在多种肿瘤形成中占有很重要的位置，其中miR-200s对EMT、MET影响比较大，包括miR-200a、miR-200b、miR-200c、miR-141及miR-429。ZEB1/ZEB2是E盒结合锌指蛋白，被认为是在EMT调节中很重要的调节因子。研究发现，miR-200s和E-cadherin/low vimentin比值呈正相关，miR-200s表达增加后能抑制ZEB1/ZEB2而上调E-cadherin ［16］。有研究报道，在间质细胞癌中抑制ZEB1/ZEB2能诱导miR-200s高表达，两者之间形成负反馈 ［17］。miR-200s高表达后能作用于肌动蛋白细胞骨架成分和细胞外基质蛋白，增强上皮细胞的特征 ［18］，而miR-200c能通过β-catenin抑制β-cat/Wnt信号通路 ［18］。然而在乳腺癌中发现，miR-200s高表达可促进癌细胞的远处转移和克隆形成，miR-200s不仅影响E-cadherin表达调节上皮细胞，还通过直接调控分泌调节因子Sec23a而影响乳腺癌细胞的生长 ［19］。

2．4　内源性酶　内质网蛋白29 (ERp29)是一种新的网状纤维蛋白溶酶，其在原发肿瘤中表达增高，尤其在生长速度较慢、侵袭性较弱的肿瘤中表达较高 ［20］。Bambang等 ［21］发现，上调ERp29表达能使癌细胞具有上皮细胞的特性及表型，同时具有间质特性表型，且细胞中Ki-67表达下降。进一步发现，ERp29主要是上调E-cadherin、细胞周期蛋白依赖性激酶抑制剂(CDKN2B)、脾酪氨酸激酶(SYK)促肿瘤基因，下调EGFR和纤溶酶原激活剂受体(uPAR)促癌基因，增强细胞外信号调节激酶(ERK)的级联反应，从而提高p-ERK1/p-ERK2比例。由此可见，ERp29可使肿瘤细胞转为静止状态，重排细胞结构，向侵袭性弱的上皮细胞转化，并在MET中维持上皮细胞的完整性 ［22］。

Rap是微小GTP酶，能被细胞外多种信号激活。细胞外信号与细胞表面受体结合后形成第二信使如钙、甘油二酯和cAMP，直接激活Rap交换因子，最终使Rap信号活化。抑制Rap信号可导致上皮细胞间的黏附作用减弱，转向间质细胞的特性，同时Rap的激活还能拮抗生长因子受体HGF引起的上皮细胞表型减弱 ［23］。

2．5　基因　SOX2是干细胞基因，在结直肠癌中敲除该基因后，可减弱Wnt和MMP2通路活性，最终癌细胞表达上皮细胞表型 ［24］。在骨肉瘤中，基因的胞嘧啶去甲基化可使得具有间质细胞特性的软骨细胞表现E-cadherin、desmocollin 3和maspin的上皮细胞特性 ［25］。

2．6　肿瘤微环境　将转移的前列腺癌细胞系PC3放置于含有细胞因子的3D基质胶中，可检测到癌细胞进行了MET转变，可能是腺泡微球体微环境影响导致了MET的发生 ［26～28］。肿瘤微环境中间充质干细胞(MSC)是多种细胞因子及趋化因子的来源，MSC分泌的细胞因子可通过旁分泌途径影响瘤细胞的生长。在肺癌中的研究发现，MSC分泌的制瘤素(OSM)能作用于癌细胞的JAK3/STAT1通路，使癌细胞表面E-cadherin表达升高，Snail、Slug表达下降 ［29］。在继发肿瘤微环境中消除启动子的甲基化也能促进E-cadherin表达，同时一些微生物的感染也能改变肿瘤微环境，影响EMT、MET改变。由此推测，转移部位肿瘤微环境的变化，也是促进瘤细胞进行EMT、MET的关键因素。

综上所述，在肿瘤早期阶段，瘤细胞可发生EMT，转化为具有干细胞的特性，逃离机体免疫监视，导致机体对放化疗敏感性下降，抵达转移部位后经过MET转化为与原发肿瘤相近的表型。理论上推测，阻断EMT过程就可除去瘤细胞发生远处转移的初始因素，控制疾病复发。但是控制疾病不仅仅要着手于EMT，也要考虑发生MET的瘤细胞改变，故关于肿瘤细胞MET的具体机制还需要更深入的研究。