楊中秋綜述，付文廣，雷正明審校（四川醫(yī)科大學附屬第一醫(yī)院肝膽外科，四川瀘州646000）

細胞上皮間質轉化在胰腺癌發(fā)病機制中的研究進展

楊中秋綜述，付文廣，雷正明△審校（四川醫(yī)科大學附屬第一醫(yī)院肝膽外科，四川瀘州646000）

胰腺腫瘤；上皮細胞；生物轉化；上皮間質轉化；綜述

胰腺癌占全部惡性腫瘤的2%，是導致死亡第4位的腫瘤性疾病，其平均5年生存率小于5%，具有惡性度高、早期診斷率低、療效欠佳、預后差等特點［1］。上皮間質轉化（EMT）是指在特定條件下，上皮細胞喪失其極性轉變成間質細胞的過程，這些間質細胞能夠轉移、自由移動于細胞基質，其生物學特點為細胞間黏著性降低或徹底消失，極性缺失，而細胞運動能力和侵襲轉移能力增強。隨著研究的深入，發(fā)現參與EMT過程的多種生長因子、轉錄因子等也參與了腫瘤發(fā)生的相關過程，如腫瘤細胞的侵襲轉移性生長、永生化及耐藥性等，其中包括胰腺癌。胰腺癌是一種典型的來源于上皮細胞的惡性腫瘤。在胰腺癌細胞（PANC-1）、胰腺癌組織中已發(fā)現存在EMT現象。近年來，EMT被認為是促進腫瘤浸潤轉移的重要病理過程。目前，對胰腺癌的研究多注重于PANC-1的相關生物學特性上，對于細胞EMT在促進胰腺癌發(fā)生機制中的研究較少。本文就EMT過程中相關生長因子、轉錄因子等在胰腺癌發(fā)病機制中的研究進展作一綜述。

1　生長因子

1.1轉化生長因子β（TGF-β）TGF-β多在大多數癌細胞中過度表達，其具有多種細胞生物學活性，主要通過調控細胞活動和細胞外基質（ECM）產物對組織器官的形成及分化起作用。TGF-β能誘導生物體多種器官組織發(fā)生纖維化，也是誘導機體發(fā)生EMT的關鍵細胞因子。Ellenrieder等［2］發(fā)現，以TGF-β持續(xù)刺激PANC-1，可促進EMT發(fā)生，同時PANC-1侵襲能力增強，這與Kabashima等［3］的結果一致：以TGF-β刺激具有胰腺癌干細胞特性并具有發(fā)生EMT潛能的側群（side population，SP）細胞后，同樣促進SP細胞發(fā)生EMT過程，同時SP細胞的侵襲能力明顯增強。綜合目前的相關研究結果，TGF-β主要通過Smad依賴性及Smad非依賴性信號通路誘導并促進腫瘤發(fā)生EMT過程［4］。相關機制為在Smad依賴性通路中，TGF-β與TGF-βⅡ型受體（細胞膜受體）結合，細胞內TGF-βⅠ型受體磷酸化，使細胞內信號轉導途徑得以啟動。同時受體與Smad2/Smad3結合形成復合物，而被磷酸化的Smad2/Smad3進入細胞核，并與Smad4結合，同時與轉錄因子等相互作用，從而調節(jié)EMT相關基因的表達［5］。Smad4基因也稱為DPC4基因（deleted in pancreatic carcinoma，locus4），位于TGF-β下游，在調節(jié)Smad依賴性通路中起重要作用，也是一種重要的抑癌因子［6-7］。已有研究表明，隨著胰腺癌中Smad4蛋白表達增強，TGF-β誘導的EMT過程也隨之增強［7-8］；據另一項研究表明，阻斷 Smad4基因表達，以TGF-β誘導刺激PANC-1，則受誘導刺激的PANC-1的遷移運動及其相關細胞周期停滯作用被全部阻斷，而該PANC-1的EMT過程卻沒有被完全阻斷，這表明胰腺癌中可能還存在Smad非依賴性途徑參與TGF-β誘導的EMT過程，予以TGF-β持續(xù)刺激可誘導BxPC-3細胞（Smad4純合子缺失型PANC-1）發(fā)生EMT過程，這也提示PANC-1發(fā)生EMT可不依賴于Smad通路［7］。經TGF-β刺激后，上皮細胞轉變?yōu)殚g質細胞，同時E-鈣黏蛋白表達下調，而Snail、基質金屬蛋白酶-2（MMP-2）表達上調，細胞侵襲能力顯著增強。

1.2E-鈣黏素（E-cadherin）E-cadherin屬于Ⅰ型鈣黏素，在維持上皮細胞極性與穩(wěn)態(tài)等方面發(fā)揮重要作用。作為粘連蛋白家族成員，E-cadherin在維持細胞間的黏附及正常組織結構的相對穩(wěn)定等方面有著獨特的作用，也是腫瘤細胞發(fā)生EMT的重要標志分子之一［9］。在生理情況下，E-cadherin與連接蛋白β-catenin相結合形成大分子復合物而維持組織結構的穩(wěn)態(tài)和細胞極性；當E-cadherin的表達下降或結構異常時（如發(fā)生基因突變等），腫瘤細胞間的相互黏著能力下降，連接松散，極性缺失，導致腫瘤細胞出現浸潤性生長甚至遠處轉移［9］。有報道顯示，當E-cadherin-β-catenin復合物的結構突變或相關功能異常時，PANC-1黏附能力減弱或喪失，并出現胰腺癌的侵襲性生長和遠處轉移［10-11］。

1.3血小板衍生因子（PDGF）PDGF作為sis原癌基因的表達產物，最初由血小板中分離提取，主要由巨核細胞合成。生理狀態(tài)下，PDGF主要儲存于血小板α顆粒中，可被膠原、凝血酶等激活并釋放入血。在慢性胰腺炎、胰腺癌等病理過程中，巨噬細胞、血小板、激活的胰腺星狀細胞（PSC）等均可合成 PDGF。目前認為，PANC-1主要通過分泌PDGF誘導EMT，并通過分泌TGF-β和成纖維細胞生長因子-2（FGF-2）等促進PSC分泌產生ECM；一方面，PSC通過自分泌及旁分泌等產生多種生長因子，以促進PANC-1生長，另一方面通過分泌產生ECM為癌細胞生長提供“溫室”；此外，ECM金屬蛋白酶誘導因子（Emmprin）也由PANC-1分泌并作用于PSC，其產物——MMP和絲氨酸蛋白酶，通過分解ECM蛋白，也同時促進腫瘤的浸潤及轉移［12］。

Notch信號通路通過活化、誘導內皮細胞發(fā)生形態(tài)及功能上表現為間質細胞特征，即EMT。在Notch通路的調節(jié)過程中，PDGF參與其中，并在腫瘤細胞的增殖、侵襲、轉移中發(fā)揮著舉足輕重的作用。Matthaios等［13］研究發(fā)現，PDGF參與了腫瘤細胞的EMT過程，具有促進腫瘤侵襲轉移及促血管生成的作用；高表達PDGF可誘導細胞發(fā)生EMT，使細胞呈間質樣改變，表現為E-cadherin和Z0-1表達的下調，及viminten表達的增加［14］。

1.4骨形態(tài)發(fā)生蛋白（BMPs）BMPs是指具有誘導成骨作用的一系列生長因子，具有較強的促成骨活性，可誘導間充質細胞等不可逆地分化為骨或軟骨組織等。研究證明，BMP-2、BMP-4、BMP-7可誘導PANC-1發(fā)生EMT：細胞呈梭形改變，E-cadherin和轉化生長因子βⅢ型受體（TβR-Ⅲ）表達降低，MMP-2表達上升，細胞遷移和侵襲能力增強［14］。利用分子生物技術使TβR-Ⅲ持續(xù)表達，則可通過抑制BMP表達最終使PANC-1侵襲轉移能力降低，同時抑制Smad1的激活。這也說明TβR-Ⅲ和BMP在胰腺癌EMT發(fā)生過程中具有相互作用。

2　轉錄因子

2.1SnailSnail1和Snail2等是具有鋅指結構的轉錄因子結合蛋白，這些蛋白與細胞黏附有關的基因表達的啟動子相結合，并開啟調節(jié)轉錄過程，而這些過程又與EMT的起始過程密切相關［15-16］。Snail家族的轉錄因子在調控EMT過程中扮演著重要角色。Snail1、Snail2與啟動子CDH1相結合，通過編碼E-cadherin而抑制其轉錄過程［17-18］。在乳腺癌中，Snail1在細胞核中的積累會導致E-cad的減少及轉移腫瘤表型的變化［19］；而在轉移型胰腺癌的細胞株內，Snail1是非轉移型PANC-1的20倍［20］。Snail2在腫瘤轉移，原腸胚與神經嵴的遷移所介導EMT的發(fā)生中仍扮演著重要角色［21-23］。在歐洲信息學中心（EBI）的協(xié)助下發(fā)現，果蠅的原腸胚中，Snail與共抑制因子CtBP（C端結合蛋白）共同構建了完整的組蛋白去乙?；笍秃衔铮℉DAC3）。與此同時，這些蛋白誘導E-cadherin轉變?yōu)镹-鈣黏蛋白［22］。過表達Snail1或Snail2會誘導EMT的發(fā)生，并在活體實驗中與腫瘤的轉移密切相關。

2.2TwistTwist1和Twist2屬于bHLH轉錄因子家族，在腫瘤轉移過程中起著重要作用［24］。在人體乳腺細胞，Twist1與Snail2啟動子相結合，激活其表達而誘導EMT的發(fā)生。與此同時，易轉移型乳腺癌細胞中，Twist1含量較非轉移型乳腺癌明顯增多，這在小鼠實驗中已經得以證實［17］。另外，在胰腺癌早期 EMT中［25］，Twist1與多種mRNA的表達密切相關，這些mRNA可以調節(jié)抑制HOXD1及下游目的基因的表達。

2.3核因子-κB（NF-κB）NF-κB廣泛存在于機體內，參與生物體的應激反應、炎癥、細胞增殖、凋亡等過程，在胰腺癌組織及PANC-1中，NF-κB均被廣泛激活［26］，抑制其活性則可使PANC-1增殖能力減弱，促進PANC-1凋亡［27］。近期研究表明，阻斷NF-κB可以拮抗TGF-β對PANC-1誘導產生的EMT過程［28］。相反，腫瘤壞死因子-α通過刺激或表達有活性的IKK2激活NF-κB則可產生EMT表型，表現為波形蛋白和E盒結合鋅指蛋白1 （ZEB1）表達增加，E-cadherin表達下調。同時，激活或抑制NF-κB活性使腫瘤細胞的侵襲能力得到相應的增強或減弱。

2.4ZEB1ZEB家族作為轉錄抑制因子在神經嵴的發(fā)育、調節(jié)腫瘤的發(fā)生等過程中起著重要作用［29］。ZEB1對于細胞發(fā)生EMT過程起著至關重要的作用。通過免疫組織化學研究發(fā)現，胰腺癌中ZEB1的表達越高，腫瘤的分級則越高，而患者的預后則較差，且ZEB1與鈣黏蛋白的表達呈負相關。干擾PANC-1中ZEB1的表達會導致相關鈣黏蛋白表達增加，同時細胞上皮表型得到一定程度恢復［30］。在原發(fā)性胰頭癌中，ZEB1和ZEB2的高表達及E-鈣黏蛋白的表達下調與患者預后不良相關［31-32］。同樣，ZEB家族也可以通過促進基因表達來調節(jié)細胞MMPs的產生，這預示著ZEB1、ZEB2通過調節(jié)ECM的重塑從而與EMT發(fā)生聯系。

2.5轉錄激活因子（Slug）Slug等也可以誘導調節(jié)胰腺癌EMT過程，同時對腫瘤的侵襲轉移能力起著重要作用。Kurahara等［33］、Zhang等［34］研究發(fā)現，在PANC-1及動物模型中，Slug、MMP-9和F-actin表達水平顯著升高，且胰腺癌侵襲轉移能力明顯增強，說明Slug等蛋白可促進PANC-1的侵襲轉移能力，其作用靶點位于MMP-9 和F-actin骨架蛋白的結構域與其結構重組密切相關。

3　小　結

EMT是一個動態(tài)的、復雜的過程，其對于胚胎時期器官組織的分化、成年期器官纖維化等具有重要作用，同時也與胰腺癌的侵襲轉移能力密切相關，其發(fā)生機制與多種細胞因子、轉錄因子等相互作用。闡明這些問題可能將有助于更好地理解胰腺癌EMT的發(fā)生機制，從而為臨床尋找更有效的干預靶點及新的治療策略提供指導。

［1］呂文超，崔云甫．胰腺癌流行病學和病因學研究進展［J］.世界華人消化雜志，2011，19（27）：2805-2809．

［2］Ellenrieder V，Hendler SF，Boeck W，et al.Transforming growth factor beta1 treatment leads toan epithelial-mesenchymal transdifferentiation of pancreaticcancer cells requiring extracellular signal-regulated kinase 2 activation［J］.Cancer Res，2001，61（10）：4222-4228.

［3］Kabashima A，HiguchiH，TakaishiH，etal.Side population ofpancreatic cancer cells predominates in TGF-beta-mediated epithelial tomesenchymal transition and invasion［J］.Int JCancer，2009，124（12）：2771-2779.

［4］Netherton SJ，BonniS.Suppression of TGFβ-induced epithelial-mesenchymal transition like phenotype by a PIAS1 regulated sumoylation pathway in NMuMGepithelial cells［J］.PLoSOne，2010，5（11）：e13971.

［5］Miyazono K.Transforming growth factor-beta signaling in epithelial-mesenchymal transition and progression of cancer［J］.Proc Jpn Acad Ser B Phys BiolSci，2009，85（8）：314-323.

［6］Lamouille S，Derynck R.Emergence of the phosphoinositide 3-kinase-Aktmammalian target of rapamycin axis in transforming growth factor-β-induced epithelial-mesenchymal transition［J］.Cells Tissues Organs，2011，193（1/2）：8-22.

［7］Zhao S，Venkatasubbarao K，Lazor JW，etal.Inhibition of STAT3 Tyr705 phosphorylation by Smad4 suppresses transforminggrowth factorbeta-mediated invasion andmetastasis in pancreatic cancer cells［J］.Cancer Res，2008，68（11）：4221-4228.

［8］朱亮.RGC-32在胰腺癌EMT中的作用及機制研究［D］.武漢：華中科技大學，2012.

［9］De Craene B，Berx G.Regulatory networks defining EMT during cancer initiation and progression［J］.NatRev Cancer，2013，13（2）：97-110.

［10］WeisWI，Nelson WJ.Re-solving the cadherin-catenin-actin conundrum［J］. JBiolChem，2006，281（47）：35593-35597.

［11］von Burstin J，Eser S，Paul MC，et al.E-cadherin regulatesmetastasis of pancreatic cancer in vivo and issuppressed by a SNAIL/HDAC1/HDAC2 repressorcomplex［J］.Gastroenterology，2009，137（1）：361-371.

［12］Pryczynicz A，Guzińska-Ustymowicz K，Kemona A，et al.Expression of the E-cadherin-catenin complex in patientswith pancreatic ductal adenocarcinoma［J］.FoliaHistochem Cytobiol，2010，48（1）：128-133.

［13］MatthaiosD，Zarogoulidis P，Balgouranidou I，etal.Molecular pathogenesis ofpancreatic cancerand clinicalperspectives［J］.Oncology，2011，81（3/4）：259-272.

［14］Kong D，Wang Z，Sarkar SH，etal.Platelet-derived growth factor-D overexpression contributes to epithelial-mesenchymal transition of PC3 prostate cancer cells［J］.Stem Cells，2008，26（6）：1425-1435.

［15］Gordon KJ，Kirkbride KC，How T，etal.Bonemorphogenetic proteins induce pancreatic cancer cell invasiveness through a Smad1-dependent mechanism that involvesmatrixmetalloproteinase-2［J］.Carcinogenesis，2009，30（2）：238-248.

［16］Chang CJ，Chao CH，XiaW，etal.p53 regulates epithelial-mesenchymal transition and stem cell properties through modulating miRNAs［J］.Nat CellBiol，2011，13（3）：317-323.

［17］Yang J，ManiSA，Donaher JL，etal.Twist，amaster regulator ofmorphogenesis，playsan essential role in tumormetastasis［J］.Cell，2004，117（7）：927-939.

［18］SiemensH，JackstadtR，Hünten S，etal.miR-34 and SNAIL form adoublenegative feedback loop to regulate epithelial-mesenchymal transitions［J］. CellCycle，2011，10（24）：4256-4271.

［19］Cano A，Pérez-MorenoMA，Rodrigo I，etal.The transcription factor snail controls epithelial-mesenchymal transitions by repressing E-cadherin expression［J］.NatCellBiol，2000，2（2）：76-83.

［20］Yook JI，Li XY，Ota I，et al.AWnt-Axin2-GSK3beta cascade regulates Snail1 activity in breast cancer cells［J］.Nat Cell Biol，2006，8（12）：1398-1406.

［21］Min AL，Choi JY，Woo HY，etal.High expression of SnailmRNA in blood from hepatocellular carcinoma patients with extra-hepatic metastasis［J］. Clin Exp Metastasis，2009，26（7）：759-767.

［22］QiD，Bergman M，Aihara H，etal.Drosophila Ebimediates Snail-dependent transcriptional repression through HDAC3-induced histone deacetylation［J］.EMBO J，2008，27（6）：898-909.

［23］Wu ZQ，Li XY，Hu CY，etal.CanonicalWnt signaling regulates Slug activity and links epithelial-mesenchymal transition with epigenetic Breast Cancer1，Early Onset（BRCA1）repression［J］.Proc Natl Acad SciUSA，2012，109（41）：16654-16659.

［24］Wu MZ，Tsai YP，Yang MH，etal.Interplay between HDAC3 and WDR5 isessential forhypoxia-induced epithelial-mesenchymal transition［J］.Mol Cell，2011，43（5）：811-822.

［25］StathopoulosA，LevineM.Linear signaling in the Toll-Dorsalpathway of Drosophila：activated Pelle kinase specifies all threshold outputs ofgene expressionwhile thebHLH protein Twistspecifiesa subset［J］.Development，2002，129（14）：3411-3419.

［26］Ma L，Teruya-Feldstein J，Weinberg RA.Tumour invasion andmetastasis initiated bymicroRNA-10b in breast cancer［J］.Nature，2007，449（7163）：682-688.

［27］Yang Y，Ahn YH，Gibbons DL，etal.The Notch ligand Jagged2 promotes lung adenocarcinomametastasis through amiR-200-dependent pathway inmice［J］.JClin Invest，2011，121（4）：1373-1385.

［28］Liptay S，Weber CK，Ludwig L，etal.Mitogenic and antiapoptotic role of constitutive NF-kappaB/Relactivity in pancreatic cancer［J］.Int JCancer，2003，105（6）：735-746.

［29］Maier HJ，Schmidt-Strassburger U，HuberMA，etal.NF-kappaB promotes epithelial-mesenchymal transition，migration and invasion of pancreaticcarcinoma cells［J］.Cancer Lett，2010，295（2）：214-228.

［30］Van de Putte T，MaruhashiM，Francis A，et al.Mice lacking ZFHX1B，thegene thatcodes for Smad-interacting protein-1，reveala role formultipleneural crestcelldefects in theetiology ofHirschsprung disease-mental retardation syndrome［J］.Am JHum Genet，2003，72（2）：465-470.

［31］Arumugam T，Ramachandran V，FournierKF，etal.Epithelial tomesenchymal transition contributes to drug resistance in pancreatic cancer［J］.Cancer Res，2009，69（14）：5820-5828.

［32］KorpalM，EllBJ，Buffa FM，etal.Direct targetingof Sec23abymiR-200s influences cancer cell secretome and promotesmetastatic colonization［J］. NatMed，2011，17（9）：1101-1108.

［33］Kurahara H，Takao S，Maemura K，etal.Epithelial-mesenchymal transition andmesenchymal-epithelial transition via regulation of ZEB-1 and ZEB-2 expression in pancreatic cancer［J］.JSurgOncol，2012，105（7）：655-661.

［34］Zhang K，Chen D，Jiao X，etal.Slugenhances invasion ability ofpancreatic cancer cells through upregulation ofmatrixmetalloproteinase-9 andactin cytoskeleton remodeling［J］.Lab Invest，2011，91（3）：426-438.

10.3969/j.issn.1009-5519.2016.02.021

A

1009-5519（2016）02-0219-04

，E-mail：leizhm@medmail.com.cn。

2015-10-10）