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前言
在实体瘤中,肿瘤中央的细胞呈上皮型,周围的细胞常分散呈现间质细胞表型。间质细胞表型的肿瘤细胞转移到淋巴结又会重新呈现上皮表型。表型间的转换就是上皮间质转化(EMT)和间质上皮转化(MET)。
上皮间质转化(epithelial-mesenchymal transition,EMT)程序性激活可使肿瘤细胞获得异常的活动能力,从而诱导循环肿瘤细胞(circulating tumor cells,CTCs)产生并存活,经过血液循环传播后,发生间质上皮转化(mesenchymal-epithelial transition,MET),最终形成继发性转移灶。
1.0 上皮间质转化(EMT)
上皮细胞在特定的生理和病理情况下间充质细胞转分化。概念由Greenberg和Hay在1982年提出。[1](Epithelia suspendedi in collagen gels can lose polarity and express characteristics of migrating mesenchymal cells.) 最初是发现晶状体上皮细胞在胶原凝胶中可以形成伪足,转变为间质细胞样形态。
1.1 EMT现象与肿瘤的浸润转移密切相关。
上皮细胞发生EMT后,经历结构改变,极性散失,同周围的细胞接触减少,其迁移能力运动能力增强。EMT 过程分泌大量的基质金属蛋白酶(MMPs),作用于细胞外基质(ECM),使肿瘤细胞更容易离开所在部位和游走,才能进而向邻近组织侵袭或进入血管并向远处转移。
1.2 EMT后细胞表型改变
上皮表型(角蛋白丝、E钙黏素)散失,间质表型(波形蛋白、纤维连接蛋白、N钙黏素、α-SMA表达)出现。
1.3 E钙黏素、整合素等介导胞间接触和细胞与基质连接
E钙黏素水平下降导致细胞粘附力降低,在多种癌症和胚胎发育中,EMT发生部位可以观察到E钙黏素的丢失。染色体丢失、基因突变、E钙黏素的启动子甲基化会使E钙黏素水平下降。[2](Epithelial-mesenchymal transition in tumor progression.)
Snail是一种DNA结合蛋白,与E钙黏素的启动子结合抑制其表达。Snail基因可以通过依赖组蛋白去乙酰化酶途径被MTA3抑制。雌激素受体阴性的乳腺癌不表达MTA3,其E钙黏素表达下降,并发生EMT.2
SIP1(Smad-inducible protein)也是一种锌指蛋白,抑制E钙黏素的表达。
Twist是一种碱性螺旋-环-螺旋蛋白,也对E钙黏素表达呈现抑制作用。[3](Epithelial-mesenchymal transition in development and pathologies.)
整合素连接激酶过量表达可以下调E钙黏素水平 , 导致β-连环蛋白转位至细胞核活化β-连环蛋白\LEF途径引起EMT。4
2.0 CTCs:多种形态的肿瘤标志物
肿瘤细胞在进入外周血循环的过程中会发生EMT,或者说EMT促进CTCs产生。CTC存在多种类型:上皮细胞表型、间质细胞表型、两种表型混合的间质细胞混合型。
CTC在转移瘤形成前很长一段时间,就已经在骨髓及血液中存在。人们在CTC对肿瘤患者的疗效评估、预后评价和肿瘤微转移早期发现等方面做了大量的研究。
2.1 CTC渗入循环系统
CTCs从实体瘤扩散的中心环节是通过诱发新生血管或者经周围血管和内渗进入循环系统,EMT在此环节发挥重要作用。Snail高表达,血管生成密度增加。
2.2 CTC的免疫逃逸
血小板功能障碍促进CTCs散播。在整合蛋白、黏附分子等的参与下,CTCs在血液中与血小板等形成复合物,逃避杀伤,逐步黏附血管壁定植,进入组织器官形成转移。有研究表明,血小板同CTCs的关系可能有更加复杂的机制,涉及到血小板激活过程中的多种细胞因子。
3.0 间质上皮转化(MET)
研究显示,在 CTCs 种植部位,发生 EMT 的肿瘤细胞适应周围基质环境后,在微环境调控下可发生 MET,重新获得增殖特性,进而形成新的肿瘤转移灶。