肿瘤微环境和上皮间质化相关机制及中医药治疗的研究进展

贺丽亚，彭丽丽，刘苗苗，张 奇，张洪珍

(河北省人民医院，河北 石家庄 050051)

目前，肿瘤的发病率和病死率逐年增高，随着医学技术的不断发展和人们对肿瘤微观结构的深入研究，发现肿瘤的发生是一个非常复杂的过程，特别是肿瘤细胞的侵袭及转移一直是研究者亟待解决的问题。肿瘤的微环境对肿瘤的发展起着举足轻重的作用，很多研究发现肿瘤微环境与上皮间质化具有复杂的交互作用，参与肿瘤细胞进展。随着人们对肿瘤疾病的重视，传统中医药作为中医的一个重要组成部分，在肿瘤防治中的作用也逐渐凸显出来。很多研究发现，中医药可通过调节肿瘤微环境，起到调节免疫及抗肿瘤等作用，为肿瘤的治疗提供了新的思路和线索[1]。现将肿瘤微环境与上皮间质化的关系及以中医治疗为主的中医药与肿瘤微环境的作用机制综述如下，以为肿瘤的防治提供一定的治疗策略和思路。

1 上皮间质化

上皮间质化是一种高度动态的细胞变化过程，是指上皮细胞通过一定程序，将上皮细胞瞬时转化为间质细胞的过程。上皮间质转化后，通过基因表达及一系列信号通路，调节细胞间的骨架结构，使原有的上皮细胞失去极性，细胞间黏附性降低，细胞外基质被降解，从而获取自由移动的生物学能力。同时，上皮间质化通常伴随着肿瘤相关蛋白酶表达水平的变化，如金属蛋白酶组织抑制剂及基质金属蛋白酶等[2]。

2 肿瘤微环境

肿瘤微环境由细胞、炎症介质、细胞外基质等组成，为肿瘤细胞生长提供了一个适宜的环境。肿瘤微环境主要受多种基质和肿瘤相关细胞的调节[3-4]。基质中主要包含多种细胞因子，如基质金属蛋白酶(MMP)、转化生长因子-β(TGF-β)、单羧酸转运蛋白4(MCT4)、肝细胞生长因子(HGF)、白细胞介素-22(IL-22)等。涉及的细胞主要是肿瘤相关成纤维细胞(TAFs)、肿瘤相关巨噬细胞(TAMs)、髓源性抑制细胞(MDSCs)，同时还包含T细胞、淋巴细胞等[5-8]。它们在肿瘤的发生、侵袭、转移和耐药性的发生发展中起着非常重要的作用。

3 肿瘤微环境与上皮间质化的关系

肿瘤微环境对肿瘤上皮细胞的间质转化起着关键作用。在此过程中，肿瘤细胞丧失了上皮的特性，从而产生了间充质，进而影响了细胞与细胞、细胞与基质之间的黏附性，导致侵袭性增强。肿瘤微环境是肿瘤细胞赖以生存的“培养基”，该环境中涉及蛋白质、细胞、细胞因子、各种信号通路及缺氧等理化性质的改变均与上皮间质化相关[10-11]。

3.1蛋白质与上皮间质化 肿瘤微环境中的几种蛋白质，包括Snail、Slug、Twist和SMAD核相互作用蛋白1(SNIP1)，通过上调α-平滑肌肌动蛋白(α-SMA)、波形蛋白、成纤维细胞来发挥上皮间质化的作用；而特异性蛋白-1和N-钙黏着蛋白可通过下调肿瘤细胞中E-钙黏着蛋白和β-连环蛋白的表达而发挥上皮间质化的作用[12]。最近有研究报道， 肿瘤微环境参与头颈部鳞状细胞癌的上皮间质化，头颈部鳞状细胞癌细胞募集中性粒细胞进入TAMs，通过CC趋化因子配体2(CCL2)/CCR2轴分泌抑制因子(MIF)、表皮生长因子(EGF)和TGF-β，进而促进上皮间质化的转化，进一步促进肿瘤的进展[13-14]。

3.2细胞与肿瘤微环境

3.2.1TAFs与肿瘤微环境 TAFs是肿瘤微环境中含量最丰富的一种细胞，可以分泌多种生长因子、细胞因子和趋化因子，如肿瘤坏死因子 -α(TNF-α)、CCL2、血小板源性生长因子受体(PDGFR)、IL-6和 IL-17A，它们在肿瘤微环境中可以通过激活多种信号通路来促进肿瘤的发生和发展，上皮间质化在其中起到重要的转换作用[15]。Zhang等[16]通过细胞实验发现，TAFs可能参与IL-17A的分泌，从而激活JAK2/STAT3信号途径，进而促进细胞上皮间质化的转化，最后促进了癌细胞的迁移和侵袭。Karagiannis等[17]认为，TAFs通过改善肿瘤微环境，促进上皮间质化。TAFs不仅与上皮间质化及肿瘤细胞增殖相关，还能促进肿瘤细胞发生局部浸润和转移。Shen等[18]研究发现TAFs产生趋化因子配体13(CXCL13)，它将B细胞募集到肿瘤微环境，肿瘤微环境中的B细胞分化为调节性B细胞，调节不同促纤维增生性小鼠肿瘤模型免疫反应。此外CXCL13 还刺激肿瘤细胞的上皮间质转化，进一步促进肿瘤细胞的转移及侵袭。Karnoub等[19]报道，乳腺癌中的TAFs通过分泌趋化因子CCL5提高乳腺癌肿瘤细胞侵袭和转移能力，从而加速乳腺癌的进展。Yu等[20]通过实验发现，胃癌中的TAFs与多种MicroRNA相互作用，它通过一系列的信号途径来调节下游基因目标的表达，最终促进胃癌细胞发生侵袭和转移。

3.2.2TAMs与上皮间质化 TAMs是肿瘤微环境中最重要的一种免疫细胞，约占总免疫细胞的一半[21]。TAMs同样可分泌多种细胞因子，促进相关肿瘤细胞的上皮间质转化，反过来分化的肿瘤细胞也可以分泌细胞因子，促进TAMs进一步分化。这样的正反馈过程，极大促进肿瘤细胞的分化、浸润及侵袭。正如Su等[22]研究报道，TAMs先经过上皮间质化，而后发生肿瘤的侵袭与转移，表明TAMs和上皮间质化之间有密切的交互作用。其中参与TAMs和上皮间质化交互作用重要转录因子有Snail、核因子E2相关因子2(Nrf2)、叉头盒 Q1(FoxQ1)、NF-κB[23-26]。Cardoso等[27]研究发现CCL18是参与肿瘤生物学的一个趋化因子，可以诱导T调节性细胞分化和募集至肿瘤微环境，同时CCL18还促进上皮间质化，直接参与癌细胞的侵袭，转移及内皮血管再生，说明CCL18在促进癌症进展中的重要作用。

3.3细胞因子、信号通路与上皮间质化 上皮间质化同时受多种细胞因子和转录因子等多方面调控，在肿瘤的发生、发展、转移中扮演着重要角色[28-29]。TGF-β是上皮间质化诱导和调控的重要因子，在调节细胞生长和分化中起关键作用，其诱导的上皮间质转化可促进癌细胞迁移、侵袭和增殖。相关研究显示，TGF-β主要通过TGF-β受体及其下游的Smad信号传导来促进上皮间质化发挥其生物学功能[30]。由于细胞因子与信号通路息息相关，肿瘤微环境中也存在多种信号通路参与上皮间质化的进程。例如，mTOR相关的信号通路活跃在大部分肿瘤疾病中，在乳腺癌患者的肿瘤细胞中 PI3K/Akt/mTOR信号途径的激活，导致肿瘤细胞的增殖增加，凋亡减少[31]。

3.4缺氧与上皮间质化 肿瘤微环境中理化因素也可影响上皮间质化。多种实体瘤内部存在缺氧区域，缺氧是肿瘤微环境的重要组成部分，也是转移的重要因素，并且已被证明可诱导上皮间质化[32]。缺氧诱导因子(HIF-1)是哺乳动物细胞氧稳态的主要调节因子，其活性取决于α亚基(HIF-1α)，该亚基在肿瘤微环境中严格控制氧含量。同时该亚基转录主要受NF-kB和stat3的调控。HIF-1α通过调节参与血管生成和无氧呼吸的基因在肿瘤微环境的形成中发挥关键作用。Goyette等[33]指出在肿瘤微环境缺氧情况下，受体酪氨酸激酶AXL会降低 HIF-1α水平，从而减少缺氧诱导的上皮间质化。

4 中西药干预肿瘤微环境诱导的上皮间质化的机制

中医药干预可以提高肿瘤患者的生活质量，改善患者的整体预后。以阴阳辨肿瘤，则肿瘤为阴，肿瘤微环境为阳，阴阳互通，中医药可有效调节阴阳平衡。采用清热解毒、活血化瘀、理气散结等中医治法，将肿瘤微环境中的各成分作为治疗靶点，可使人体内外环境更为协调，减缓肿瘤的进展[34]。

目前研究发现大量的中药可将肿瘤微环境细胞成分最为丰富的TAFs作为治疗靶点，起到抗肿瘤疾病的作用。Ting等[35]在研究TAFs与前列腺癌的关系中发现，水飞蓟宾抑制可单细胞核趋化蛋白-1(MCP-1)和TAFs生物标记物的分泌，如成纤维细胞活化蛋白、平滑肌激动蛋白、TGF-β、波形蛋白等，从而调节肿瘤微环境中免疫细胞的募集，降低TAFs介导的前列腺癌的侵袭性。Hu等[36]实验发现，由于Wnt16基因的过度表达，引起TAFs表达增加，从而使恶性肿瘤对顺铂的耐药性增加，而后续实验发现槲皮素磷酸酯通过下调TAFs内部Wnt16基因的表达，减少肿瘤微环境中TAFs和胶原蛋白，使细胞外基质趋于正常。

肿瘤微环境中存在大量免疫细胞，可分泌多种细胞因子，参与肿瘤疾病的发展过程，部分中药可以免疫细胞为靶点，发挥一定的肿瘤防治作用。如Luo等[37]实验研究发现姜黄素可以促进CD8+T细胞群分化，产生抗肿瘤效应。Wang等[38]发现，古方玉屏风散可通过诱导巨噬细胞分化，活化CD4+T淋巴细胞起到抗肿瘤作用。

中医药还可以作用于肿瘤微环境中的细胞因子及其转化通路而发挥抗肿瘤的作用。Kim等[39]研究发现，在A549肿瘤细胞中，人参皂苷20(R)-Rg3可以抑制TGF-β1诱导的上皮间质化过程，从而减缓肿瘤细胞的转移和侵袭。乳腺癌肿瘤微环境的实验中，证实扶正消岩汤通过上调基因miR-146a，抑制NF-κB通路，从而逆转肿瘤由M2期向M1期转变，抑制乳腺癌进展[40]。另外黄连、黄柏、苦参及清胰化积方等中药在大肠癌、非小细胞癌、白血病等肿瘤疾病中，可以通过介导Wnt信号通路、上调cAMP或拮抗mTOR等信号通路而减少上皮间质化，使肿瘤微环境代谢发生异常，引起肿瘤细胞的凋亡[37，41]。Tan等[42]通过建立肿瘤动物模型，发现二氢丹参酮I(DHI)可以通过抑制Wnt/β-catenin信号通路，起到抑制β-连环蛋白的转录活性和总蛋白水平的作用，从而抑制骨肉瘤细胞的发生发展过程，诱导癌细胞凋亡。

对于肿瘤微环境中的缺氧等理化性质的改变，中药仍同样可以通过改善微环境起到肿瘤防治的目的。例如欧前胡素是白芷中的一种天然呋喃香豆素成分，Mi等[43]研究发现欧前胡素通过下调mTOR/p70S6K/4E-BP1和MAPK通路，抑制HIF-1α蛋白合成，显著减少缺氧诱导的HIF-1蛋白的累积，从而抑制肿瘤生长并阻断肿瘤血管的生成。Mir Hassani等[44]发现蜂毒肽可以通过抑制HIF-1α信号通路，抑制血管内皮生长因子和乳酸脱氢酶来调节肿瘤微环境，减少上皮间质化过程，从而抑制肿瘤的发展过程，为其抗癌活性机制提供了新视角。

5 小 结

目前应用中药调节肿瘤微环境及减少上皮间质转化受到越来越多的关注和认可。不同的中药成分具有不同的生物学功能，可以针对不同的微环境成分进行靶向治疗。随着对肿瘤微环境的机制及其与上皮间质化关系了解的进一步深入，相信可以为肿瘤防治提供更新的见解，并衍生出新的治疗方法，让中医药治疗肿瘤成为未来的趋势。

利益冲突：所有作者均声明不存在利益冲突。