袁少艷 何秀萍
上皮性卵巢癌(epithelial ovarian cancer,EOC)是最致命的婦科惡性腫瘤。由于缺乏明顯的癥狀,早期檢測只能發(fā)現超過一半的EOC患者。EOC通常在疾病已經進展到晚期后才被診斷出來,因此被認為是“隱形的殺手”。近些年來,盡管卵巢癌治療方法(手術治療結合放化療)取得進一步發(fā)展,但到目前為止,晚期卵巢癌患者生存率仍不足30%[1]。盡管如此,卵巢癌早期診斷仍缺乏有效方法。因此,了解EOC啟動和進展的機制對于其早期診斷至關重要。一些研究表明,上皮-間充質參與EOC的發(fā)生和發(fā)展[1]。
EMT是指上皮細胞轉化為間質細胞并獲得侵襲遷移能力的過程[2]。 EMT最近成為一個大家關注的研究目標,因為上皮細胞極性的喪失和與新的間充質表型相關是其特征性表現,它不僅是正常的胚胎發(fā)生和發(fā)育過程,而且病理應激情況,如與組織變性,再生和癌癥相關的纖維化[3]。有報道,EMT在發(fā)育過程中起關鍵作用,例如胚胎發(fā)生過程中的神經嵴和中胚層形成,EMT也被證明在腫瘤侵襲和轉移中起關鍵作用[4]。EMT期間基因表達的變化導致許多表型變化,例如細胞形態(tài)變化,黏附喪失和干細胞樣特征的獲得[5]。經歷EMT過程的細胞大部分都顯示上皮基因的表達水平下調,包括E-鈣粘蛋白(e-cadherin),細胞角蛋白,ZO-1和密蛋白,及間充質基因的表達水平上調,包括N-鈣粘蛋白(n-cadherin),波形蛋白(vimentin),纖連蛋白和MUC1[5]。
然而,E-鈣粘蛋白的喪失被認為是EMT的典型特征。EMT中的起始過程是基于E-鈣粘蛋白對細胞間粘附的破壞,并且這種破壞在許多癌癥的惡性轉化和腫瘤進展中起作用。E-鈣粘蛋白的表達受各種轉錄因子的調節(jié),包括Snail,Slug,Twist,ZEB1和ZEB2。這些轉錄因子通過結合CDH1啟動子區(qū)的E-box序列并抑制E-鈣粘蛋白的表達[6],從而導致EMT的發(fā)生。
已知幾種關鍵的信號傳導途徑,包括轉化生長因子β(TGF-β)、Wnt、Hedgehog和Notch參與EMT[7]。研究表明,TGF-β是EMT的主要誘導劑[5]。TGF-β信號通路是發(fā)育中涉及的主要途徑之一,負責調節(jié)胚胎發(fā)生,維持人體組織穩(wěn)態(tài),調節(jié)不同細胞類型中的增殖、分化、凋亡和遷移。文獻報道,TGF-β途徑在卵巢癌發(fā)展的早期階段起著雙重作用,它抑制腫瘤生長并誘導細胞凋亡,但在后期階段,它通過誘導上皮-間質轉化(EMT),遷移和侵襲來介導腫瘤進展[8]。在多種類型的人類癌癥,包括結腸癌、乳腺癌、黑色素瘤和前列腺癌中,通過沉默Wnt信號傳導的內源性抑制劑的異常激活Wnt信號傳導,并且已經證明與EMT相關[9-10]。Wnt可能是通過抑制APC下調β-連環(huán)蛋白的表達,進而誘導β-連環(huán)蛋白入核,從而激活Wnt通路誘導EMT。Hedgehog信號通路是生物體內關鍵的信號通路,它在細胞分化、增殖、生存過程中起重要作用[11]。越來越多的證據支持Hh信號的激活在許多類型的人類癌癥中起重要病理生理作用的觀點。據推測,超過30%的人類癌癥呈現激活的Hh信號,包括腦腫瘤、黑色素瘤、白血病、淋巴瘤、胃腸道、腎臟、膀胱癌、胰腺癌、肝癌、前列腺癌、肺癌、卵巢癌和乳腺癌[12]。盡管在一些文獻報道了Notch信號通路可能在EMT過程是重要的誘導者[13],但Notch通路仍需要其它信號通路分子的互相協助作用而誘導EMT。Bolos等[14]報道了Wnt途徑和Notch通路在誘導EMT過程及腫瘤發(fā)生過程有互相作用。
與大多數血管轉移的上皮性惡性腫瘤不同,上皮性卵巢癌(EOC)的轉移主要通過跨體外傳播發(fā)生(通過腹膜覆蓋的表面、腹腔和盆腔器官),其特征是從原發(fā)腫瘤中剝離細胞,避免逃脫誘導的細胞死亡(失巢凋亡),通過癌細胞的直接延伸擴展將原發(fā)腫瘤進入腹腔流動的空間里,在那里它們存活并作為單細胞和多細胞聚集體(MCAs)與腹膜液一起流動,隨后黏附于腹膜組織,并遷移到間皮細胞基質并形成局灶轉移或大片轉移[15-17]。這種特殊的微環(huán)境有賴于EMT轉換實現。大多數上皮癌通過血行或淋巴系統(tǒng)傳播,利用經典的侵襲-轉移級聯機制,原發(fā)性腫瘤上皮細胞局部侵入周圍基質和細胞外基質(ECM),在血管內通過血行/淋巴管轉運,停留在遠處器官部位,外滲到器官薄壁組織,隨后增殖形成微轉移和大轉移[18-20]。這些事件誘發(fā)和最終成功取決于上皮-間質轉化(EMT)及其關鍵參與者,包括E-鈣粘蛋白、N-鈣粘蛋白和鈣依賴性跨膜粘附分子,它們負責維持相鄰細胞之間的連接,從而調節(jié)完整的上皮和組織結構性。在EMT期間,上皮型癌細胞經歷一系列分子、形態(tài)和功能變化,伴隨E-鈣粘蛋白的喪失和N-鈣粘蛋白的增加,這導致上皮細胞-細胞連接和細胞極性受損,獲得間充質運動細胞表型,導致與表達N-鈣粘蛋白的成纖維細胞,內皮細胞和周細胞不穩(wěn)定結合[21]。這些變化促進癌細胞通過基質組織遷移,滲透和整個生物體的傳播。
卵巢癌細胞受到EOC相關惡性腹水中存在的細胞因子和免疫細胞的影響,這可能有賴于EMT作用。特別地,白細胞介素(IL)-1、IL-6、IL-8和IL-10在EOC患者的腹水中明顯升高[22]。值得注意的是,文獻報道了IL-6和IL-8在卵巢癌中的促EMT作用。已經證實了減弱E-鈣粘蛋白表達,增強N-鈣粘蛋白的表達以及響應于IL8增強的SKOV3和OVCAR3細胞遷移[23]。同樣,EOC和其他婦科癌細胞暴露于IL-6治療同時可削弱上皮標志物的表達,增強間充質標志物的表達,增加EMT活性,并強烈增強癌細胞遷移和侵襲性[24]。此外,已知IL-6參與EMT轉換,自我更新,誘導癌細胞的干性和耐藥性[25]。還報道了趨化因子配體5(CCL-5)和趨化因子受體(CCR)-1/3/5 、CCL-19/21和CCR-7 參與EMT事件和卵巢癌轉移的證據。
其他生物活性分子也可參與EOC中的EMT過程。例如,粘蛋白CA125 / MUC16可能與卵巢癌中的EMT有關,因為其調節(jié)轉錄蛋白,包括E-鈣粘蛋白和細胞角蛋白-18的丟失和獲得N-鈣粘蛋白和纖維蛋白,從而誘導上皮-間質轉換,表明在MUC16過表達時促進EOC腫瘤生長,集落形成,細胞運動性,侵襲性和轉移性增加,伴隨著E-鈣粘蛋白的喪失和N-鈣粘蛋白和波形蛋白表達的增強。有文獻報道,非經典Wnt5a信號傳導是另一種潛在的EMT調節(jié)因子,最近已成為全面綜述的主題,Wnt5a蛋白富含卵巢癌患者的惡性腹水[26],其表達與血行轉移成功相關。某些相關轉錄因子(ZEB1、KLF4)同樣通過EMT在癌癥侵襲和轉移起作用。
鋅指E-盒結合同源異形盒1(zinc finger E-box binding homeobox 1,ZEB1) 被認為是轉錄因子,細胞黏附分子和細胞極性相關基因的阻遏物[27]。在EMT過程中,它通過抑制參與維持上皮基因(E-鈣粘蛋白)和激活轉化為間充質表型所需的基因。ZEB1在許多癌癥中的異常表達及高水平的ZEB1促進了婦科癌癥的進展[28]。Kruppel樣因子4(krüppel-like factor,KLF4) 是Kruppel的鋅指轉錄因子家族的一員,在癌癥進展期間,KLF4可以作為腫瘤啟動子或作為抑制劑起作用,這取決于癌癥類型和細胞標記[29]。有70%的乳腺癌具有升高的KLF4 mRNA水平,這與更具攻擊性的KLF4表型相關[29]。有文獻報道,KLF4表達經常在各種人類癌癥中下調,包括胃腸道、膀胱和晚期前列腺癌,并且已經發(fā)現KLF4發(fā)揮腫瘤抑制作用[30]。但在卵巢癌相關研究中,國內外相關研究相對較少,期待更多研究證明ZEB1與KLF4在卵巢癌的相互作用。
越來越多的證據表明,EMT在上皮腫瘤細胞的轉移性侵襲有著重要意義和作用,基于EMT中涉及相關通路及其與轉移級聯相關的知識所獲得的進展,有可能設想有關鑒定針對高級惡性腫瘤(包括EOC)的新治療靶標的有希望的跡象。故針對EMT的治療方法是未來治療上皮性惡性腫瘤的重要方向。