与肿瘤转移相关的上皮间质转化信号通路研究进展

杜晓欣 赵素芬

与肿瘤转移相关的上皮间质转化信号通路研究进展

杜晓欣 赵素芬

作者单位：050000 石家庄 河北医科大学第二医院妇产科

恶性肿瘤细胞的侵袭和转移是患者死亡的主要原因，而上皮间质转化（epithelial mesenchymal transition，EMT）是肿瘤细胞侵袭和迁移的关键步骤。肿瘤细胞发生上皮间质转化可通过多种信号通路介导产生，深入了解与EMT相关的信号通路，可在信号通路中设立靶点，中止EMT的发生，进而阻止肿瘤侵袭、转移。本文就与肿瘤转移相关的EMT信号通路研究进展作一综述。

上皮间质转化；肿瘤细胞；侵袭；转移；信号通路

上皮间质转化（epithelial mesenchymal transition，EMT）是指在特定情况下，上皮细胞向间充质转化、分化的过程，在此过程中引起细胞形态及相关基因的改变［1］。癌细胞通过EMT进行局部扩散，侵入血管发生转移，播散至远处，当到达种植部位后，通过横向分化，再经过EMT过程，形成转移癌灶，重新获得增殖能力。从EMT的过程来看，它是促进肿瘤侵袭和转移的关键步骤。现就与EMT相关的信号途径综述如下。

1 丝裂原活化蛋白激酶（mitogen-activated protein kinase，MAPK）信号通路

MAPK信号通路是细胞外信号刺激引起，由细胞膜到细胞核发生反应的共同路径，是介导EMT的细胞内信号分子。目前发现在哺乳动物细胞中有以下4条MAPK通路［2］：⑴细胞外信号调节激酶（ERK/MEK/Ras/Raf）信号通路；⑵JNK（SAPK1）信号通路；⑶p38MAPK（SAPK2/RK）信号通路；⑷BMK（ERK5）通路。与EMT有关的MAPK通路主要有3条：ERK通路、JNK通路和p38MAPK通路［3］。MAPK信号通路通过一系列级连激酶链特异性地激活 MAPKs（ERK、JNK 和 p38），最终引起 NF-kB 激活，导致细胞增殖和存活。E-cadherin和角蛋白低表达需激活 NF-kB，从而诱发EMT。唐勇等［4］研究提示，MAPK通路不仅参与EMT过程，还与发生EMT后肿瘤细胞获得性耐药有关。Wang等［5］研究显示，通过激活NF-kB信号通路，可阻止缺乏叶酸的上皮性结肠癌细胞向间充质转化和转移。研究还显示，与对照组相比，在缺乏叶酸环境中培养的上皮性结肠癌细胞侵袭、转移能力增强，可能与抑制Snail和E-钙黏连蛋白表达、增强beta1整合蛋白和由基质金属蛋白酶2介导的蛋白水解酶表达，进而影响EMT有关，提示EMT可能通过Shh/NF-kB通路调节。

2 转化生长因子β（transforming growth factor beta，TGF-β）信号通路

在肿瘤进展过程中，转化生长因子β通过细胞周期调节、血管生成、促进上皮向间质转化并与肿瘤微环境相互作用，调节肿瘤细胞浸润和转移。此信号通路是研究较成熟的EMT通路。TGF-β是EMT的潜在诱导物。正常上皮细胞通过TGF-β进行EMT，而用经TGF-β和成纤维生长因子2处理的细胞会转化为活化的成纤维细胞，从而具有高度迁移性，促进肿瘤侵袭和转移。在肿瘤细胞中，TGF-β也可通过调节肿瘤和抑瘤信号诱导EMT，进而参与肿瘤细胞的侵袭和转移［6］。还有研究［7］发现，在瘤内癌细胞中，肿瘤相关巨噬细胞系统通过TGF-β信号途径和beta-连接蛋白信号途径诱导发生EMT。

在对前列腺癌细胞的研究中，Pavese等［8］已阐明了一条重要的信号通路：TGF-β→MEK4→p38MAPK→MAPK APK2→HSP27→MMP2→侵袭，对调节前列腺癌细胞侵袭和转移有重要作用。

3 Wnt/beta-catenin信号通路

Wnt/β-catenin信号通路是控制EMT众多信号通路中的一条。通过了解细胞发生EMT过程，可判断细胞间黏附的改变可能是细胞发生迁移的前提。β-连蛋白通过与E-黏附蛋白间的相互作用参与细胞间的黏附，是Wnt信号通路中的关键蛋白。在相关肿瘤进展的转换中，β-catenin突变激活可能影响EMT进程［9］。β-catenin介导的转录直接目标因子是ZEB1（δEF1），而ZEB1是调节EMT的转录因子。另外，转录抑制因子Snail1和Snail 2（Slug）亦是以一种依赖 Wnt/β-catenin信号通路的方式参与调节EMT。由β-catenin介导的转录也可直接上调Snail 2的表达；然而一旦通过阻遏糖原合成酶激酶3β激活Wnt，Snail1水平会间接增加。

在肿瘤Wnt信号通路中，可通过ZEB、Snail等调节beta黏连蛋白的缺失或增多诱导EMT的发生。Bonde等［7］在巨噬细胞条件培养基中，长期培养F9小鼠畸胎瘤细胞和小鼠乳腺癌细胞，可导致上皮标志物E-钙黏连蛋白低表达，间质标志物和迁移表型高表达，说明beta-连接蛋白通路可能参与EMT的发生。总之，有许多其他的因子和分子影响EMT或细胞黏附性，可通过Wnt/β-catenin信号通路调节。

4 NF-kB信号通路

NF-kB信号通路在控制细胞生长、凋亡、炎症、应激应答和许多生理过程中起重要作用。此信号通路有许多分子参与调节凋亡信号转导，如NF-kB、IkB和IKK；其中NF-kB是关键的蛋白分子，在此信号通路中通过调节Snail活性影响EMT的发生。

NF-kB信号通路主要通过转录水平和翻译后水平影响Snail的表达。在转录水平调控中，NF-kB直接与Snail启动子作用促进其mRNA表达［10］。在翻译后水平调控中，NF-kB通过抑制糖原合成酶激酶3beta对Snail磷酸化实现。TNF-α通过磷酸化IKKa活化NF-kB，同时TNF-α激活Akt信号通路，直接导致Snail上调诱导EMT发生。丙型肝炎病毒NS4B蛋白亦通过增强Snail表达诱导肝细胞发生间质转化，从而促进肝癌细胞侵袭、迁移［11］。另外，因NF-kB结合位点与人波形蛋白启动子上游-218~-227区包含的序列有较高的同源性。有研究证实NF-kB可结合该序列促进波形蛋白的表达。由此可知，通过增加NF-kB与其结合位点的结合能力可提高波形蛋白表达。

5 Notch信号通路

在EMT诱导过程中，Notch/beta-catenin信号通路被激活。S100A16是钙连接蛋白S100家族成员之一，在乳腺癌细胞系MCF-7中，可通过Notch1途径促进EMT发生。Zhou等［12］通过检测乳腺癌细胞上皮标志物E-钙黏连蛋白、beta-连接蛋白、间质标志物N-钙黏连蛋白和波形蛋白，发现S100A16可通过Notch1途径抑制E-cadherin表达而促进EMT发生；Notch1是ZEB的上游，且可能在触发EMT发生过程中起关键作用，同时证实了S100A16基因过度表达通过Notch1/ZEB、ZEB2/EMT信号通路诱导EMT的发生。刘志欢等［13］通过阻断Notch信号通路分析膀胱癌细胞形态、上皮及间质分子标志蛋白和mRNA，结果显示Notch信号通路参与EMT过程，与膀胱癌的侵袭性和耐药性有关。

6 微小RNA途径

微小RNA（miRNAs）是由20~22碱基对构成的非编码RNAs，在转录后水平调节基因的表达。诸多研究提示，miRNAs参与肿瘤细胞的EMT过程。Sundararajan等［14］研究发现，TKS5和MYLK是肿瘤细胞迁移行为的新代表，受MiRNA200c与ZEB1形成的反馈回路调节。Oba等［15］通过标记荧光素酶观察其活性证实miR-200c、miR-429和miR-666-5p与ZEB2 mRNA的3'UTR区域相关，免疫印迹分析也证实这些miRNAs的前体分子可诱导E-cadherin表达。已知E-钙黏连蛋白与ZEB1/2相互作用可影响细胞间黏附，ZEB1是EMT的调节因子。因此，影响肿瘤细胞EMT可通过ZEB1/2影响miRNAs实现。miR30a与Snail有关，减少miR30a表达可引起TGF-β诱导的 EMT［16］。

7 其他信号通路

大量证据表明，在结直肠癌的发展中，Hedgehog途径通过EMT发挥作用［17］。Wang等［18］研究发现在结直肠癌细胞中，转录因子RGC32通过Smad/Sip1信号通路发生EMT。Duan等［19］发现，在体外实验Nodal可通过依赖Smad2/3信号通路诱导信号转导，且在胰腺癌中促进癌细胞侵袭和转移，诱导EMT发生。

8 小结

肿瘤细胞发生侵袭转移，除通过阿米巴运动等途径外，EMT是肿瘤细胞扩散的另一个不容忽视的方式。EMT的调控是复杂的信号网络，参与胚胎发育、炎症反应、细胞增殖及分化，同时与纤维化疾病以及肿瘤细胞原位侵袭和远处转移等密切相关。进一步研究与EMT相关的信号通路，将有助于更好地理解EMT与肿瘤发生发展的关系，以寻找EMT过程中的靶点，阻断EMT过程的发生，为与EMT相关肿瘤的治疗提供更多的思路和方法。

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R730.2

A

1674-5671（2017）05-03

10.3969/j.issn.1674-5671.2017.05.17

［2017-04-17收稿］［2017-06-13修回］［编辑 江德吉］