上皮-间充质转化促进恶性肿...的机制及中药调控的研究进展_巨枫.pdf

癌症进展2023 年 2 月第 21 卷第 3 期ONCOLOGY PROGRESS,Feb 2023 V ol.21,No.3*综述*上皮上皮-间充质转化促进恶性肿瘤进展的机制及中药调控的间充质转化促进恶性肿瘤进展的机制及中药调控的研究进展研究进展巨枫1，杜文花1，杨晨光2，唐颖慧3#1陕西中医药大学第一临床医学院，陕西 咸阳 712046陕西省中医医院2肿瘤科，3肝病科，西安 7100000摘要摘要：目前，上皮-间充质转化（EMT）是促进恶性肿瘤进展的重要环节，其发生由多种分子及信号通路参与，具有多样性、复发性。因此，研究EMT的发生机制及调控方法成为抗肿瘤研究的热点之一。随着中医药在肿瘤防治方面的广泛应用，其多靶点、不良反应小等优势被人们长期关注，本文对EMT促进恶性肿瘤进展的发生机制、中草药活性成分提取物及中药复方等通过抑制EMT抑制肿瘤进展进行综述，以分析中药调控EMT的研究进展，以期为基础实验研究及临床抗肿瘤治疗提供参考。关键词关键词：上皮-间充质转化；逆转机制；中医药；肿瘤侵袭与转移；信号通路中图分类号中图分类号：R R730730文献标志码文献标志码：AdoiAdoi：10.11877/j.issn.1672-1535.2023.21.03.01近年来，恶性肿瘤已是全球人群死亡的主要原因。2020 年全球新发恶性肿瘤约 1930 万例，病死近1000万例。中国恶性肿瘤新发病例数约占全球的23.7%，且仍处于上升阶段1-2。恶性肿瘤难以控制的侵袭和转移是最重要的致死原因。研究显示，上皮-间充质转化（epithelial-mesenchymal transition，EMT）是恶性肿瘤发生发展的重要机制，值得关注3。尽管化疗及免疫治疗药物在抗肿瘤治疗方面具有重要作用，但在逆转 EMT 方面暂无靶向药物。对中医药的深入研究发现，中药单药或复方可通过多靶点调控EMT4，有望逆转肿瘤的侵袭转移、多药耐药及肿瘤干细胞（cancer stem cell，CSC）形成5。中医药治疗作为中国特色的辅助疗法，在逆转肿瘤EMT进展、延长“带瘤”生存时间有重要作用。现就EMT促进肿瘤进展的机制及中药治疗的进展进行综述，以期为临床提供更多参考。1 1EMTEMT的发生机制的发生机制EMT是指上皮细胞向间充质细胞可逆性转化的过程，其本质是细胞骨架重组，黏附性降低，极性丧失，进而获得间充质特性，此时还具有降解细胞外基质的能力，结果使细胞获得运动和侵袭能力6。EMT 发生时最为重要的是细胞连接蛋白 E-钙黏素（E-cadherin）为代表的上皮标志因子表达受抑制，转变为以 N-钙黏素（N-cadherin）和波形蛋白（vimentin）为代表的间充质标志因子表达增强，因此，常用这些因子的表达情况来评价 EMT 的激活状态7。根据分子生物学作用将 EMT 分为 3 型：1型主要参与胚胎和器官发育；2型与炎症伤口愈合和组织纤维化密切相关；3型出现在原发上皮组织恶性肿瘤细胞侵袭和转移的前期并且与CSC形成相关8。与前两型不同的是，3型 EMT间充质细胞具有原始上皮细胞的特性9。下文主要探讨与肿瘤相关的3型EMT。1 1.1 1 EMTEMT发生的相关因子发生的相关因子1 1.1 1.1 1 锌指转录因子锌指转录因子EMT的发生主要由EMT激活 转 录 因 子（EMT-inducing transcription factor，EMT-TF）介导10。目前研究较多的 EMT-TF 是锌指转录因子家族 Snai1（Snail）和 Snai2（Slug），二者均是含有锌指结构的结合蛋白，Snail 和 Slug 可与E-cadherin启动子区的E盒序列（E-box）结合，抑制E-cadherin的转录而诱导EMT的发生11，此外，Slug还可通过降解细胞外基质中的各种蛋白成分，诱导EMT的发生12。因此，作为下调E-cadherin的关键蛋白，锌指转录因子成为临床研究的热点。1 1.1 1.2 2 E E 盒结合锌指蛋白盒结合锌指蛋白（zinc-finger E-box bindzinc-finger E-box bind-ing homeoboxing homeobox，ZEBZEB）ZEB 即细胞核转录因子，包含 ZEB1和 ZEB2，两者均可抑制 E-cadherin的转录，诱导 EMT，且 ZEB1 可通过抑制细胞内有丝分裂、黏附连接的关键基因并激活基质降解和运动，从而诱导 EMT，推动人葡萄膜黑色素瘤转移13。ZEB蛋白家族在生理或病理状态下都参与了EMT的调节7。由此可见，ZEB与锌指转录因子具有协同下调E-cadherin诱导EMT的作用。1 1.1 1.3 3 人人TWISTTWIST1 1及其他因子及其他因子人TWIST1最初在果蝇中被发现14，是螺旋-环-螺旋（basic helix-loop-helix，bHLH）转录因子，TWIST1通过诱导vimentin的表达发生EMT，促进肿瘤细胞迁移、侵袭，增强化疗药物抗性15。其次，信号转导与转录激活因子 3（signal transduction and activator of transcription 3，STAT3）、炎症通路中的核因子B（nuclear factor-B，基金项目：陕西省自然科学基础研究计划（2021JM-565）；陕西省感染性疾病临床医学研究中心（中西医结合）建设项目（2020LCZX-02）；陕西省中医医院院级课题项目（2021-24）#通信作者（corresponding author），邮箱：233癌症进展2023年2月第21卷第3期NF-B）、Smad 相互作用蛋白 1（Smad interactingprotein 1，SIP1）、E12/E47（由 E2A 基因编码的 E 蛋白）等多种转录因子均可调控EMT过程14-15。值得注意的是，微小RNA（microRNA，miRNA）单链中 miRNA-200 家族（包括 miRNA-200a、miRNA-200b、miRNA-200c）、miRNA-141、miRNA-429和 miRNA-205 在人类恶性肿瘤中的表达受抑制，其正常表达时通过靶向抑制ZEB1和ZEB2中关键mRNA的转录，逆转EMT的发生，诱发MET过程16。相反，这些 miRNA 表达下调时，可抑制 E-cadherin的表达，诱发EMT17。1 1.2 2 EMTEMT的相关通路的相关通路1 1.2 2.1 1 转化生长因子转化生长因子-（tratransforming growth facnsforming growth fac-tor-tor-，TGF-TGF-）家族相关信号通路家族相关信号通路EMT的发生存在大量复杂的信号通路。研究表明，EMT 过程中基因的表达主要由 TGF-家族信号通路主导18。TGF-家族相关信号通路也是目前研究最多的通路，TGF-是由机体多种细胞（如肾上皮细胞、巨噬细胞等）分泌的功能和结构蛋白组成7,9，其在胚胎发育、炎症修复以及肿瘤微环境调控中发挥关键作用。在 EMT 期间，TGF-可激活 Smad 信号通路，调控高迁移率族蛋白 A2（high mobility groupA2，HMGA2）基 因 的 表 达，其 通 过 Snail、Slug、TWIST 抑制 E-cadherin 蛋白的表达，诱导 EMT 过程19。此外，TGF-还可激活磷脂酰肌醇-3-激酶（phosphoinositide 3-kinase，PI3K）/蛋白激酶 B（protein kinase B，PKB，又称AKT）信号通路、促分裂原活化的蛋白激酶（mitogen-activated protein kinase，MAPK）/细胞外信号调节激酶（extracellular signal-regulated kinase，ERK）信号通路、p38 MAPK 信号通路，促进EMT20-22。1 1.2 2.2 2 WNT/WNT/连环蛋白连环蛋白（-catenin-catenin）通路通路研究表明，WNT/-catenin 通路在抑制糖原合成酶激酶 3（glycogen synthase kinase 3，GSK3）介导的磷酸化的同时，促进-catenin磷酸化，使E-cadherin和细胞骨架蛋白之间结合的稳定性下降，诱导肿瘤细胞发生 EMT，促使细胞获得运动力7,23-24。此外，WNT/-catenin通路可激活具有降解细胞外基质蛋白（extracellular matrix protein，ECM）功能的基质金属 蛋 白 酶（matrix metalloproteinase，MMP），如MMP2、MMP9等，促进EMT25。1 1.2 2.3 3 肿瘤坏死因子肿瘤坏死因子-（tumor necrosis factor-tumor necrosis factor-，TNF-TNF-）/NF-/NF-B/TWISTB/TWIST 通路等通路等肿瘤微环境中一些炎症细胞，如巨噬细胞，可分泌 TNF-，并通过NF-B 通路促进 TWIST 的表达，激活 EMT。研究表明，NF-B可直接调节乳腺癌中 EMT-TF基因的转录，并强调 NF-B 是治疗乳腺癌的潜在靶标26。其他关键通路包括胰岛素样生长因子（insulin-likegrowth factor，IGF）、表皮生长因子受体（epidermalgrowth factor receptor，EGFR）、外泌体、Notch 信号通路、Janus激酶 2（Janus kinase 2，JAK2）/STAT3信号通路等11,27-29。关于 EMT 的发生机制有大量研究，但因其通路间相互影响暂无系统信号通路图。2 2EMTEMT促进恶性肿瘤的发生发展促进恶性肿瘤的发生发展2 2.1 1 侵袭与转移侵袭与转移侵袭、转移是恶性肿瘤的主要特征，也是导致患者死亡的最主要原因。EMT促进恶性肿瘤进展的机制主要体现在肿瘤细胞EMT后会获得运动和侵袭能力，再经血液、淋巴循环向远处转移30。但并不是所有的肿瘤细胞都会经历某种形式的EMT，在不同的肿瘤微环境中 EMT 的功能和表现不同。Zhang等31认为靶向干预EMT标志物可能作为结直肠癌潜在的治疗靶点。研究证实，敲除EMT-TF可抑制肿瘤的发生和转移7,9。持续关注EMT与恶性肿瘤的关系，可为进一步研究提供数据基础。2 2.2 2 化疗耐药化疗耐药化疗耐药是恶性肿瘤患者化疗失败的重要原因，也是提高患者生活质量和延长生存期的瓶颈。研究表明，EMT 可增加肿瘤细胞对化疗药物的耐药性，并促进产生具有 CSC 特性的细胞16,32。在胚胎发育期间，上皮细胞可完全转化为间充质细胞，且肿瘤细胞通常具有“不完全”或部分的EMT，具有原始的上皮肿瘤细胞特性33。研究发现，多种肿瘤细胞的“部分EMT”与化疗耐药相关，如肝细胞癌、乳腺癌、非小细胞肺癌等34。Ma等35利用 G 蛋白偶联受体 5（G-protein coupled receptor5，LGR5）诱导肝癌细胞的部分 EMT，发现细胞对表柔比星的耐药性升高，并指出LGR5可能是克服表柔比星耐药的潜在靶基因。2 2.3 3 产生产生CSCCSC特性特性干细胞是一群具有显著增殖和自我更新特征，且可在组织中分化成特定细胞潜力的未成熟细胞，肿瘤中的干细胞可促使肿瘤产生异质性，促进肿瘤进展36。有研究发现，接受 EMT 的肿瘤细胞可通过miRNA、EMT-TF和多信号通路获得CSC特性，可能与不完全的 EMT 有关37。马巾斐38通过小鼠模型发现，乳腺癌干细胞可表达EMT标志物，证实了这一观点。EMT-TF 可以在绝大多数肿瘤类型中被激活，包括非上皮性肿瘤39。3 3中医药治疗通过抑制中医药治疗通过抑制 EMTEMT 来抑制恶性来抑制恶性肿瘤进展肿瘤进展中医药治疗恶性肿瘤的机制一直是临床研究的热点，随着中医药的精细化发展，研究发现，中药单体和中药复方在逆转 EMT 方面有确切的疗效，基于 EMT