上皮間質(zhì)轉(zhuǎn)化在肝細(xì)胞癌侵襲轉(zhuǎn)移中的研究進(jìn)展

張 鵬(綜述)，于聰慧(審校)

(1.北京軍區(qū)總醫(yī)院肝膽外科，北京 100700； 2.山西醫(yī)科大學(xué)研究生院，太原 030001)

原發(fā)性肝細(xì)胞癌(hepatocellular carcinoma,HCC)是我國高發(fā)、危害極大的惡性腫瘤，其發(fā)病隱匿，侵襲性生長快速，大多數(shù)肝癌患者就診時已屬中晚期，手術(shù)切除率很低，術(shù)后復(fù)發(fā)率及病死率很高。有研究發(fā)現(xiàn)，HCC的3年復(fù)發(fā)率達(dá)50%，姑息治療的晚期患者，5年生存率低至7%[1-2]。因此，尋找新的治療手段非常迫切。近年來研究發(fā)現(xiàn)，上皮-間質(zhì)轉(zhuǎn)化(epithelial-mesenchymal transiformation,EMT)是腫瘤轉(zhuǎn)移的重要機(jī)制之一，EMT現(xiàn)象出現(xiàn)在原發(fā)性肝癌細(xì)胞中，并且與HCC侵襲、轉(zhuǎn)移及化療藥物耐藥相關(guān)[3-4]?，F(xiàn)對EMT在HCC侵襲轉(zhuǎn)移中的研究進(jìn)展綜述如下。

1 調(diào)控EMT的轉(zhuǎn)錄因子

1.1轉(zhuǎn)錄因子Twist調(diào)控EMT 轉(zhuǎn)錄因子Twist是由202個氨基酸殘基組成的結(jié)合蛋白，含有高度保守的堿性螺旋-環(huán)-螺旋結(jié)構(gòu)域。人類Twist基因定位于染色體7p21，包含2個外顯子和1個內(nèi)含子，其中外顯子1具有編碼功能，信使RNA序列全長1669 bp，開放閱讀框長609 bp。Twist蛋白在小鼠和人之間的同源性高達(dá)96%。Twist是腫瘤細(xì)胞發(fā)生EMT，獲得遷徙、侵襲及轉(zhuǎn)移能力的主要誘導(dǎo)因子之一[5]。Twist以Twist/Mi2/NuRD蛋白復(fù)合物與上皮鈣黏素的啟動子區(qū)域結(jié)合，具有獨立抑制上皮鈣黏素的表達(dá)，上調(diào)纖維連接蛋白和神經(jīng)鈣黏素的表達(dá)，從而減弱細(xì)胞間連接，促進(jìn)細(xì)胞侵襲及轉(zhuǎn)移，最終誘導(dǎo)EMT[6-8]。Niu等[9]和Yang[10]報道，EMT過程的轉(zhuǎn)錄因子Twist在肝癌組織中高表達(dá)預(yù)示著肝癌患者更容易肝內(nèi)或肝外轉(zhuǎn)移。信號轉(zhuǎn)導(dǎo)與轉(zhuǎn)錄激活因子3(signal transducers and activators of transcription3，STAT3)信號途徑負(fù)責(zé)將細(xì)胞外的信號傳遞到細(xì)胞核，從而誘導(dǎo)靶基因轉(zhuǎn)錄發(fā)揮生物學(xué)效應(yīng)。Zhang等[11]研究發(fā)現(xiàn)，Twist、上皮鈣黏素的表達(dá)與活化的STAT3信號相聯(lián)系，介導(dǎo)肝癌的侵襲與轉(zhuǎn)移，磷酸化的STAT3、Twist、上皮鈣黏素形成的功能信號軸(p-STAT3/Twist/上皮鈣黏素)異?？赡軐?dǎo)致肝癌患者預(yù)后不良。

1.2鋅指轉(zhuǎn)錄因子Snail調(diào)控EMT Snail是鋅指轉(zhuǎn)錄抑制因子家族中的一員，其在脊柱動物中包括Snail和Slug兩個亞家族，其中Snail基因家族包括Snail1、Snail2和Snail3。人Snail基因位于第20號染色體長臂20q13.1～q13.2。Snail和Slug均可與上皮細(xì)胞黏附分子上皮鈣黏素基因啟動子近端的E-box(CACGTG)序列結(jié)合下調(diào)上皮鈣黏素的表達(dá)，促進(jìn)EMT發(fā)生[12]。Song等[13]報道，Snail在誘導(dǎo)EMT發(fā)生的過程中，提高了腫瘤細(xì)胞遷徒和侵襲能力，有利于腫瘤侵襲和向遠(yuǎn)處擴(kuò)散，因而導(dǎo)致癌癥患者預(yù)后不良。Niu等[9]和Yang等[10]報道，Snail的表達(dá)也與肝癌患者的不良預(yù)后相關(guān)。Miyoshi等[14]的研究證明,在肝癌細(xì)胞中，Snail不僅抑制上皮鈣黏素的表達(dá)，而且可通過調(diào)控基質(zhì)金屬蛋白酶的表達(dá)而增加腫瘤的侵襲轉(zhuǎn)移能力。雖然有報道顯示轉(zhuǎn)錄因子Snail高表達(dá)于肝癌中，但目前Snail在肝癌中作為EMT過程的標(biāo)志的研究還比較少[15]。

1.3E盒結(jié)合鋅指蛋白1/E盒結(jié)合鋅指蛋白2 E盒結(jié)合鋅指蛋白(zinc finger E-box-binding protein，ZEB)家族屬于鋅指蛋白類，包括ZEB-1和ZEB-2，ZEB-1和ZEB-2能與上皮細(xì)胞內(nèi)的上皮鈣黏素基因的啟動子序列中E-box(CACCTC/G) 序列結(jié)合，抑制其轉(zhuǎn)錄，促進(jìn)EMT的發(fā)生。ZEB-1可抑制多種重要的上皮分化和細(xì)胞黏附因子，包括細(xì)胞極性基因 Crumbs3(Crb3)、HUGL2(human lethal giant larvae homologue 2)和Pals1(protein associated with Lin seven 1)相關(guān)的緊密連接蛋白，從而抑制上皮鈣黏素，誘發(fā)EMT[16]。Dooley等[17]的研究表明，肝細(xì)胞可被轉(zhuǎn)化生長因子(trasforming growth factor，TGF)β1/Smad信號通路激活，發(fā)生EMT。目前，ZEB在EMT過程中對HCC的作用尚未見報道。

1.4同源盒基因B7調(diào)控EMT 同源盒基因B7(homebox B7，HOXB7)屬同源盒基因Hox家族B族，位于第17號染色體上的一種轉(zhuǎn)錄調(diào)控因子，進(jìn)化上有著高度保守的DNA序列，其異常表達(dá)可能與腫瘤的發(fā)生、腫瘤增殖、分化、侵襲等有關(guān)[18-19]。HOXB7通過促進(jìn)堿性成纖維細(xì)胞生長因子等生長因子的分泌，介導(dǎo)EMT的發(fā)生，激活磷脂酰肌醇3-激酶、絲氨酸/蘇氨酸蛋白酶和促分裂原活化蛋白激酶(mitogen-activation protein kinase，MAPK)信號通路[20-21]。有文獻(xiàn)報道，HOXB7過表達(dá)后，MHcc97L-PcDNA3-HoxB7細(xì)胞上皮鈣黏素表達(dá)減低，神經(jīng)鈣黏素、波形蛋白、基質(zhì)金屬蛋白酶2表達(dá)增高；而抑制HOXB7表達(dá)后，人高轉(zhuǎn)移肝癌細(xì)胞(HCCLM3) 上皮鈣黏素表達(dá)增加，神經(jīng)鈣黏素、波形蛋白、基質(zhì)金屬蛋白、細(xì)胞周期蛋白D1和細(xì)胞周期蛋白E表達(dá)降低[22-23]。上述研究表明，HOXB7可以誘導(dǎo)EMT的發(fā)生。Wu等[20]研究證明，細(xì)胞過表達(dá)HOXB7后發(fā)生了明顯的EMT改變，細(xì)胞的侵襲和運動的能力明顯增強(qiáng)，同時，通過裸鼠體內(nèi)實驗發(fā)現(xiàn)HOXB7可以促進(jìn)腫瘤局部的侵襲能力，這可能與HCC肝內(nèi)轉(zhuǎn)移有關(guān)。有文獻(xiàn)報道HOXB7在HCC患者的癌組織表達(dá)高于正常組織，且此基因高表達(dá)的患者預(yù)后差[20，24]。目前已知HOX在肝癌細(xì)胞中均異常表達(dá)，且與腫瘤的分級、分化有關(guān)[18-19]。

2 參與EMT的信號通路

2.1Notch信號通路 Notch信號通路在腫瘤的發(fā)生、浸潤及轉(zhuǎn)移過程中發(fā)揮著重要作用。目前已在哺乳動物發(fā)現(xiàn)4種Notch受體(Notch基因編碼的4種跨膜蛋白)Notch1、Notch2、Notch3和Notch4和5種Notch 配體Delta-like-1、Delta-like-3、Delta-like-4、Jagged1和Jagged2；Notch信號通路通過相應(yīng)配體與受體結(jié)合而激活。中期因子是一種肝素結(jié)合生長/分化因子，在包括HCC在內(nèi)的多種類型惡性腫瘤中高表達(dá)，直接參與腫瘤的生長、轉(zhuǎn)移過程。Güng?r等[25]發(fā)現(xiàn)其結(jié)合Notch2也可以使Notch信號通路激活。在不同的條件下，Notch信號通路可以促進(jìn)癌細(xì)胞生長或抑制癌細(xì)胞生長，具有雙向調(diào)控作用。目前對Notch1研究比較多，受體Notch1在腫瘤組織內(nèi)可以經(jīng)常被檢測到；配體Jagged1的高表達(dá)與預(yù)后不良有關(guān)[26-27]。Notch1是肝癌細(xì)胞生長的抑制信號，可能與誘導(dǎo)癌細(xì)胞周期停滯和凋亡有關(guān)[28]。Timmerman等[29]發(fā)現(xiàn)，在內(nèi)皮細(xì)胞中，Notch1上調(diào)Snail的表達(dá)，Snail與上皮鈣黏素基因啟動子結(jié)合，使上皮鈣黏素的表達(dá)降低，從而促進(jìn)EMT過程。Notch1過表達(dá)時可以磷酸化c-Jun氨基端激酶，進(jìn)而激活c-Jun氨基端激酶-MAPK信號通道，參與誘導(dǎo)肝癌細(xì)胞的凋亡。Croquelois等[30]通過特異性敲除小鼠Notch1發(fā)現(xiàn)，Notch1的缺失后引起肝細(xì)胞持續(xù)分裂，最終發(fā)展為結(jié)節(jié)性再生性增生，這與肝癌有著密切的聯(lián)系。

2.2Wnt/β聯(lián)蛋白信號通路 Wnt信號通路可分為經(jīng)典信號通路和非經(jīng)典信號通路。Wnt配體和Frizzled家族跨膜蛋白受體結(jié)合后，可激活3條細(xì)胞內(nèi)信號通路，經(jīng)典信號通路：Wnt/β聯(lián)蛋白信號通路；非經(jīng)典信號通路：Wnt/Ca2+信號通路和Wnt/c-Jun氨基端激酶信號通路。經(jīng)典的Wnt/β聯(lián)蛋白信號通路包括細(xì)胞外因子Wnt、跨膜受體、β聯(lián)蛋白、降解復(fù)合物以及轉(zhuǎn)錄因子(T細(xì)胞因子/淋巴增強(qiáng)因子)。Zhao等[31]報道，Wnt/β聯(lián)蛋白通路可以通過直接控制缺氧誘導(dǎo)因子1α來誘導(dǎo)EMT的發(fā)生。同時，β聯(lián)蛋白與T細(xì)胞因子4/淋巴增強(qiáng)因子相互作用，刺激下游靶基因CyclinD1、c-myc、Slug、基質(zhì)金屬蛋白酶和vimentin等的表達(dá)，使EMT發(fā)生。Wnt/c-Jun氨基端激酶信號通路主要通過Rho家族蛋白中的RhoA和細(xì)胞分裂周期蛋白42等激活。Iwai等[32]研究發(fā)現(xiàn)，口腔鱗狀細(xì)胞癌胞質(zhì)中堆積大量β聯(lián)蛋白，并且Rho家族中的細(xì)胞分裂周期蛋白42和Rac水平也增加，它們通過誘導(dǎo)EMT，提高癌細(xì)胞侵襲和遷移。因此，Wnt的經(jīng)典和非經(jīng)典通路有時可以共同誘導(dǎo)EMT的產(chǎn)生。Wolfe等[33]通過敲除小鼠類法尼醇X受體使其自發(fā)產(chǎn)生HCC，發(fā)現(xiàn)小鼠Wnt/β聯(lián)蛋白信號通路明顯活化。Cheng等[34]研究發(fā)現(xiàn)，Zeste增強(qiáng)子同源物2介導(dǎo)的遺傳沉默可以激活Wnt/β聯(lián)蛋白信號通路，從而導(dǎo)致HCC。Huang等[34]的研究發(fā)現(xiàn)，舒林酸可通過下調(diào)β聯(lián)蛋白抑制HCC的Wnt信號通路，下調(diào)原癌基因細(xì)胞周期素D1的表達(dá)。因此，通過藥物阻斷Wnt信號通路進(jìn)行抗腫瘤治療是目前研究的新方向。

2.3TGF-β/Smad信號通路 Smad家族主要有3種類型：受體調(diào)節(jié)型(R-Smads)、協(xié)同作用型(Co-Smads)和抑制作用型(I-Smads)。R-Smads包括 Smad1、Smad 2、Smad 3、Smad 5、Smad 8；Co-Smads包括Smad4；I-Smads包括Smad6和Smad 7。TGF-β1是誘導(dǎo)EMT 的主要因子之一，是較為公認(rèn)參與調(diào)節(jié)EMT的信號通路。R-Smads被TGF-β激活后與Co-Smad形成Smads2、3、4復(fù)合物，進(jìn)入細(xì)胞核內(nèi)調(diào)節(jié)ZEB-1、ZEB2、Snail1、Snail2等轉(zhuǎn)錄因子，促進(jìn)EMT發(fā)生。TGF-β通過受體激活Smad通路的同時，還可激活Erk、c-Jun氨基端激酶、p38、MAPK、磷脂酰肌醇-3-激酶、三磷酸鳥苷酸等細(xì)胞因子進(jìn)行Non-Smad信號通路。TGF-β通過激活Smad和Non-Smad信號通路使Snail、Smad 相互作用蛋白 1、δ-晶體蛋白增強(qiáng)子結(jié)核因子 1表達(dá)量增加，使抑制分化上皮鈣黏著蛋白表達(dá)抑制，進(jìn)而促進(jìn)細(xì)胞的EMT[35]。TGF-β還可激活EMT相關(guān)的其他信號通路，如整聯(lián)素、Notch和Wnt信號通路等。通過細(xì)胞系研究發(fā)現(xiàn)，在肝癌的發(fā)生中，TGF-β與原癌基因Ras協(xié)同促進(jìn)EMT，通過激活Smad2、3，強(qiáng)有力地促進(jìn)腫瘤的轉(zhuǎn)移[36]。Battaglia等[37]對EMT的動態(tài)研究發(fā)現(xiàn)，起始階段TGF-β與MAPK協(xié)同作用，維持階段則依賴磷脂酰肌醇-3-激酶/Akt通路，c-Fos是TGF-β的下游信號，對抑制肝癌轉(zhuǎn)移的起負(fù)性調(diào)控作用。Zhang等[38]研究發(fā)現(xiàn)，地塞米松能抑制TGF誘導(dǎo)的EMT過程，可能阻止腫瘤轉(zhuǎn)移，但該藥對機(jī)體的不良反應(yīng)較大。

2.4Hedgehog信號通路 Hedgehog信號通路主要包括以下成員：配體Hedgehog(存在3個同源基因：S-Hedgehog、D-Hedgehog、I-Hedgehog)、跨膜受體Ptch(Ptch1、Ptch2)和Smo、下游轉(zhuǎn)錄因子Gli蛋白(Gli1、Gli2、Gli3)。受體Ptch能與3種配體結(jié)合；配體Hedgehog與Pich結(jié)合時，解除Smo的抑制效應(yīng)，激活下游的轉(zhuǎn)錄調(diào)節(jié)因子Gli，最終誘導(dǎo)目標(biāo)基因表達(dá)。Hedgehog信號通路在正常肝細(xì)胞不表達(dá)[39]。Hedgehog信號通路在PLC/PRF/5、HepG2及SMMC-7721肝癌細(xì)胞株中則異?；罨饕@示Smo過度表達(dá)，且Smo/Pich比值與腫瘤大小正相關(guān)，說明Smo與腫瘤增殖密切相關(guān)。Sicklick等[40]報道，Hedgehog信號通路在低分化細(xì)胞中異?；罨米铚┉h(huán)巴胺阻斷該通路后，腫瘤的EMT現(xiàn)象及腫瘤細(xì)胞遷移受限。這說明EMT發(fā)生在Hedgehog通路活化的肝癌細(xì)胞中，且與癌細(xì)胞侵襲力相關(guān)。

3 信號通路之間的聯(lián)系

Sahlgren報道[41]，Hedgehog信號轉(zhuǎn)導(dǎo)可上調(diào)Notch的配體JAG2，JAG2與Notch結(jié)合后激活Notch信號通路，進(jìn)而抑制上皮鈣黏素表達(dá)，誘導(dǎo)EMT。Xu等[42]報道，Wnt通路與TGF-β/Smad通路關(guān)系密切，通過調(diào)節(jié)Snail1因子抑制上皮鈣黏素的表達(dá)，從而激活β聯(lián)蛋白/T細(xì)胞因子/淋巴樣增強(qiáng)因子1，間接導(dǎo)致間質(zhì)細(xì)胞基因產(chǎn)物的表達(dá)，參與EMT的發(fā)生。

4 小 結(jié)

EMT不僅是胚胎發(fā)育過程中必需的生理機(jī)制，其在腫瘤轉(zhuǎn)移和侵襲過程中也有重要作用，近年來EMT與腫瘤侵襲轉(zhuǎn)移的機(jī)制研究成為熱點之一。轉(zhuǎn)基因模型的建立為EMT的研究提供了更科學(xué)的工具。盡管目前對于EMT機(jī)制的理解已經(jīng)有了進(jìn)展，但還沒有研制出比較完善的針對性的靶向藥物。通過對EMT過程中信號通路和轉(zhuǎn)錄因子的進(jìn)一步了解，將對深入探討HCC的侵襲及轉(zhuǎn)移有重要意義，尋找EMT的調(diào)節(jié)因素，以及有效的阻斷手法，對于HCC的診斷和治療有重要意義。掌握HCC侵襲轉(zhuǎn)移的機(jī)制及應(yīng)用靶向藥物治療肝癌迫在眉睫。

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