EMT(上皮-间质细胞转化)是指上皮细胞在失去极性的情况下,展现出增强的活动能力,并能够在细胞间质中自由移动,经历纤维样表型转化的过程。这一过程与肿瘤的发生及其侵袭和转移密切相关。早在1960年,Elizabeth Havy首次提出了EMT的概念。在2003年举行的第一届国际EMT会议上,EMT被正式定义为上皮细胞通过一系列生物化学变化获得间充质细胞表型的过程。
EMT主要分为三种类型:
I型EMT
在原肠胚时期,原始上皮细胞经历EMT,参与多细胞生物的胚胎发育和器官形成。此过程与Wnt信号通路密切相关,如果缺乏Wnt3,上皮细胞将无法进行相关的EMT。此外,TGF-β家族成员,尤其是Nodal和Vg1,介导了Wnt信号通路,它们的缺失会引起功能性EMT的缺失,从而影响胚胎组织的正常发育。
II型EMT
在此过程中,内皮或第二上皮转变为成纤维细胞,参与损伤修复、组织再生及器官纤维化。这个过程常见于上皮组织的纤维化,由炎症细胞合成的各种信号及细胞外基质(如胶原、层黏连蛋白、弹性蛋白等)介导。正常情况下,当炎性反应缓解后,该转化过程会停止,但如果炎性反应持续活跃,EMT将持续存在,最终可能导致器官纤维化。目前,TGF-β/Smad通路、整合素连接激酶(ILK)以及Wnt/β-catenin通路是研究的重点。
以TGF-β在肝纤维化中的研究为例:肝纤维化是由于炎症损伤、病毒感染、乙醇及肝毒素引起肝细胞的慢性损伤,表现为细胞外基质的大量积聚与瘢痕形成。TGF-β1主要分布于正常肝脏的Kupffer细胞及肝星状细胞(HSC),在纤维化的肝脏中,HSC中TGF-β1 mRNA的表达显著增加。HSC被认为是ECM的主要来源,而TGF-β1是引发肝纤维化的关键细胞因子之一,能够抑制肝细胞增殖、激活HSC、促进ECM产生并调节肝细胞凋亡。
III型EMT
在III型EMT中,上皮细胞来源的肿瘤细胞失去极性,转化为具有侵袭能力的肿瘤细胞。这一过程与肿瘤的浸润和转移密切相关。上皮细胞的过度增生和血管生成是早期上皮癌的标志,随后破坏基底膜以获得浸润和转移能力。研究显示,IGF-II可以促进β-连环素转移至细胞核,导致胞浆内钙粘素降解;而FGF和TGF-β能够诱导MMP-2和MMP-9的表达,促进基膜降解。
初步研究发现,TGF-β可诱导正常乳腺上皮细胞发生EMT,随后更多实验证实了TGF-β在体外调节多种上皮细胞(如肺、肾、肝等)的EMT过程。在乳腺癌中,95%的癌细胞源自上皮细胞,其转移以及从乳腺导管原位癌发展为浸润性乳腺癌的过程与EMT密切相关。此外,研究表明TGF-β能够促进乳腺癌细胞在动物模型中的骨转移。通过Smad信号通路,TGF-β能够诱导Angptl4,从而促进肿瘤细胞向肺部转移,而当该信号通路受到抑制时,ER-乳腺癌细胞系的肺转移能力显著下降。
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