甲状腺癌上皮间质转化机制与中药治疗的研究进展

张文婧，苑莉莉，王佳贺*

0 引言

上皮间质转化(EMT)是指在生理及病理情况下发生细胞上皮间质转变，同时伴随细胞形态与相关基因表达的改变。EMT在胚胎形成以及组织器官发育中起着至关重要的作用，同时也参与器官纤维化和肿瘤的形成[1]。EMT是一种紧密调节的生理过程，根据生物学特征不同，分为3种亚型[2]。I型EMT与胚胎发生和器官发育相关；II型EMT参与伤口愈合、组织修复和器官纤维化的过程；III型EMT与肿瘤的转移有关。

1 甲状腺癌中EMT相关信号通路的研究进展

1.1 TGF-β信号通路 TGF-β信号通路是研究最为广泛的信号通路之一。TGF-β可通过smad和非smad分子依赖的信号转导途径，导致EMT发生[3]。研究表明，TGF-β/smad信号通路的活化与甲状腺癌细胞迁移、淋巴结转移等密切相关[4]。细胞表面存在两种TGF-β受体：TβRI(I型TGF-β受体)和TβRII(II型TGF-β受体)。当TGF-β与TβRII结合后，发生磷酸化并激活TβRI，可以进一步使Smad2和Smad3发生磷酸化激活，然后与Smad4结合形成三聚体Smad复合物，该复合物易位至细胞核中，进而上调相关蛋白，导致EMT的发生。Bhatti等[5]认为，REGγ促进甲状腺癌细胞发生EMT的作用是通过激活TGF-β/smad信号通路实现的，并通过体内实验进一步证实沉默REGγ后，E-cadherin蛋白水平的表达减少，抑制了肿瘤细胞的迁移。

1.2 Wnt/β-catenin信号通路 Wnt/β-catenin信号通路的异常激活在甲状腺癌的发生过程中具有重要的作用。Wnt信号被激活后，可以抑制β-catenin降解，导致细胞内大量的β-catenin转移至细胞核，并通过激活下游靶基因Survivin的转录，诱导EMT发生。Chen等[6]的研究证实，沉默SDC4基因后，通过抑制活化的Wnt/β-catenin信号通路，可以逆转甲状腺癌TPC-1细胞发生EMT，促进细胞凋亡。CSN6在人甲状腺癌细胞中高表达，Wen等[7]通过研究证实，敲低CSN6后抑制肿瘤细胞发生EMT是通过抑制Wnt/β-catenin信号通路的活化实现的。此外，TRIM44和SOX9基因位点可能成为治疗PTC的潜在靶点。研究表明，沉默TRIM44[8]和SOX9[9]后，均可通过抑制Wnt/β-catenin信号通路抑制PTC细胞的增殖、迁移和侵袭。黄坤寨等[10]的研究结果显示，抑制载脂蛋白A1的表达，可减弱甲状腺癌细胞侵袭和迁移的能力,其作用机制可能与阻断Wnt/β-catenin信号通路、抑制细胞发生EMT有关。

1.3 丝裂原蛋白激酶/细胞外调节蛋白激酶(MAPK/Erk)和磷脂酰肌醇-3羟基激酶/蛋白激酶B(PI3K/Akt)信号通路 PI3K/Akt和MAPK/Erk信号通路在甲状腺癌发生和转移的过程中起着重要的作用[11]，特别是在FTC和UTC中。研究表明，PI3K/Akt和MAPK/Erk信号通路参与诱导EMT的发生[12-13]。近年来，在甲状腺癌中发现了许多激活上述信号通路的基因改变。研究显示，29%～83%的甲状腺癌伴有BRAF基因的突变，最常见的形式是BRAFV600E突变[14]。BRAF基因突变，可诱导MAPK信号通路的激活，从而导致细胞分化、增殖和存活的失调。此外，BRAFV600E的高表达可以增加TGF-β的分泌，从而诱导细胞发生EMT，其机制可能与MEK/Erk和Src/FAK两条独立的通路相关[1]。BRAFV600E突变的肿瘤病灶会更容易侵犯甲状腺外组织，发生淋巴结转移、远处转移，并增加复发的风险。此外，还可降低肿瘤病灶的摄碘能力，影响放射性碘治疗的疗效。此外，研究报道PIK3CA基因突变或基因组扩增、RAS基因突变、PTEN基因突变、RET/PTC和PPARγ/Pax8重排，以及PIK3CB、PDK1、Akt和各种受体酪氨酸激酶基因拷贝数的增加等，可激活PI3K/Akt信号通路；RET/PTC基因重排、RAS基因突变和受体酪氨酸激酶拷贝数的增加可双重激活PI3K/Akt和MAPK通路，上述改变均促使甲状腺癌由低级别向高级别进展[13]。Gao等[15]发现ING5(inhibitor of growth 5)在人甲状腺癌组织和细胞系中的表达明显下调。ING5过表达可显著抑制肝细胞生长因子诱导的甲状腺癌细胞增殖、侵袭和EMT，并抑制体内肿瘤的生长和转移，作用机制与c-Met/PI3K/Akt信号通路相关。Zhou等[16]探讨了SOSTDC1(Sclerostin domain containing protein 1)的表达是否在FTC的发生和转移中起作用。研究发现，SOSTDC1可通过阻遏PI3K/Akt和MAPK/Erk信号通路，从而抑制FTC细胞的迁移、侵袭和EMT。

1.4 Notch信号通路 在Notch信号通路中，与甲状腺癌关系最密切的是Notch-1[17]。Notch-1在甲状腺乳头状癌中的作用存在争议，大多数学者认为，Notch-1信号通路能够促进肿瘤细胞增殖、迁移和侵袭，而对于FTC、MTC和UTC，活化Notch-1信号通路可抑制肿瘤细胞的增殖[18]。Notch信号及其下游的NRARP(NOTCH-regulated ankyrin repeat protein)蛋白与多种肿瘤的发生有关。Zhang等[19]报道NRARP在甲状腺癌中高表达，通过激活Noch信号，诱导EMT发生和甲状腺癌的进展。

2 EMT与肿瘤干细胞

肿瘤干细胞(Cancer stem cell,CSC)与放化疗抵抗，以及复发和转移性疾病相关[20]。EMT在体外诱导人甲状腺癌细胞产生CSC，参与了早期肿瘤向侵袭性恶性肿瘤的发生和转化[21]。目前，研究较多的甲状腺癌CSC标志物的是CD133、CD44、侧群(Side population,SP)细胞、乙醛脱氢酶(Aldehyde dehydrogenase,ALDH)等。CD133在甲状腺癌细胞系和组织中均被证实可以维持未分化癌的特征和放疗抵抗[22]。研究表明，CSCs通过提高ATP结合盒(ATP binding cassette,ABC)转运体家族和抗凋亡蛋白的水平，参与肿瘤的发展和化疗抵抗。Lan等[23]研究表明，HIF-1α诱导FTC133细胞发生EMT后，使得肿瘤细胞获得CSC的特征，增加CSCs比例，提示EMT可诱导甲状腺癌中CSCs的产生和肿瘤的转移。

3 EMT与甲状腺癌中药治疗

虽然大部分甲状腺癌患者预后良好，但是一部分高分化甲状腺癌患者和大多数未分化癌患者经常出现复发和转移，并对放疗和化疗不敏感，从而影响患者的治疗方案和预后[20]。许多中药单体都能够通过抑制EMT的发生，从而起到抑制甲状腺癌细胞迁移侵袭的作用。没食子酸(Epigallocatechin gallate,EGCG)是绿茶中最重要的成分，能显著抑制EMT的发生，从而抑制间变性甲状腺癌8505C细胞的侵袭和迁移，机制可能与EGCG通过阻断TGF-β/smad信号通路相关[24]。吴茱萸碱(Evodiamine)是从吴茱萸中分离得到的一种天然吲哚生物碱。Kim等[25]研究结果表明，吴茱萸碱通过降低β-catenin、N-cadherin、vimentin、p-AKT、MMP-2和MMP-9蛋白水平，从而抑制肿瘤细胞的增殖、迁移和EMT。姜黄素(Curcumin)是一种从姜黄根茎中提取出的多酚类化合物。Zhang等[26]研究结果显示，姜黄素可上调E-cadherin的表达，下调波形蛋白的表达。证实了姜黄素通过抑制TGF-β/Smad途径，进而下调MMP-2和MMP-9的表达，从而抑制乳头状甲状腺癌细胞的侵袭和转移。白杨素(Chrysin)是一种黄酮类化合物，从紫葳科植物木蝴蝶中提取，白杨素可通过EMT减弱甲状腺癌SW579细胞的侵袭能力[27]。经白杨素处理后，SW579细胞中E-cadherin表达增高，N-cadherin表达降低。萝卜硫素(Sulforaphane,SFN)是一种从十字花科蔬菜中提取的异硫氰酸盐类。Wang等[28]研究结果表明，SFN通过抑制EMT过程和Slug、Twist、MMP-2和MMP-9的表达，显著抑制甲状腺癌细胞的增殖，抑制甲状腺癌细胞的迁移和侵袭。辣椒素(Capsaicin)可通过激活瞬时受体电位香草酸亚型1，显著抑制甲状腺癌BCPAP细胞的迁移、侵袭和黏附。有报道，辣椒素处理后，两种关键的EMT转录因子Snail1和Twist1的蛋白水平显著降低，并伴随着下游蛋白E-cadherin的上调[29]。此外，辣椒素对TRPV1的激活也明显抑制了MMP-2和MMP-9的表达。

综上所述，EMT在甲状腺癌细胞的侵袭转移、耐药、治疗和预后等方面均发挥了重要的作用。因此，深入探究EMT在甲状腺癌发生发展过程中的作用机制，有助于解决甲状腺癌转移、复发和耐药等问题。