宫颈癌中ＥＭＴ相关因素的研究

【指示性摘要】宫颈癌的侵袭和转移是导致患者死亡的主要原因。上皮间质转化（epithelial－mesenchymaltransition，EMT）使上皮性肿瘤细胞获得间质表型，增强肿瘤细胞的侵袭和转移，在肿瘤发生及进展中发挥重要作用。已有相关研究证实EMT在宫颈癌进展中具有重要作用。本文旨在探讨宫颈癌中EMT的相关因素，为宫颈癌的临床诊断、治疗及预后提供依据。

【关键词】宫颈癌；EMT；细胞标志物；相关因素

宫颈癌是严重威胁女性健康的主要疾病之一，其具体发病机制尚不明确，目前主要认为与高危型人乳头瘤病毒（high－riskhumanpapillomavirus，HR－HPV）的持续感染有关，其预后与癌细胞的侵袭和转移密切相关。上皮间质转化（EMT）是复杂的分子生物学过程，广泛存在于胚胎发育及肿瘤进展的过程中，目前认为EMT与肿瘤的侵袭和转移密切相关。本文旨在探讨EMT相关因素在宫颈癌侵袭和转移中的作用，综述如下。

1EMT及其相关细胞标志物

EMT是指上皮细胞通过特定程序转化为具有间质表型细胞的生物学过程，该过程涉及细胞形态和行为的变化，是一个可逆的生物学过程［1］，有许多分子生物信号通路参与其中，且与肿瘤微环境因素密切相关。EMT的分子标志物分为上皮细胞标志物和间质细胞标志物。上皮细胞标志物包括E－钙黏连蛋白（E－cadherin）、紧密连接蛋白（包括跨膜蛋白Claudin、Occludin和外周蛋白ZO－1）、片珠蛋白（Plakophillin）、细胞角蛋白（Cytokeratin）、α－连环蛋白（α－catenin）等；间质细胞标志物包括波形蛋白（Vimentin）、纤维连接蛋白（Fibronectin）、α－平滑肌肌动蛋白（α－SMA）、N－钙黏连蛋白（N－cadherin）、Snail蛋白、E盒结合锌指蛋白1（ZEB1）和E盒结合锌指蛋白2（ZEB2）等［2］。癌细胞上皮特征的缺失及间质特征的获得，可增强其扩散及侵袭的能力［3］，主要机制有：①细胞黏附分子表达的减少使细胞之间黏附作用减弱；②以角蛋白为主的细胞骨架转变为以波形蛋白为主的细胞骨架，使细胞形态转变为纺锤状，但也有时EMT仅表现为功能改变，形态改变并不明显［4］。研究证实，EMT在宫颈癌的发生发展、浸润转移及肿瘤耐药等过程中有重要作用［5］。

2EMT的相关因素

2．1lncRNA与EMT

2．1．1lncRNA与EMT

长链非编码RNA（longnoncodingRNA，lncRNA）是指长度在200－100000个核苷酸之间不编码蛋白质的RNA。近年来研究发现lncRNA与肿瘤的发生、发展及转移、预后等密切相关。同源盒基因转录反义RNA（homeoboxtranscriptantisenseRNA，HOTAIR）于2007年HowardChang等人首次发现，在宫颈癌、乳腺癌、肺癌等多种肿瘤中高表达，与肿瘤的侵袭、转移及不良预后密切相关，是目前研究最多的lncRNA。HOTAIR在宫颈癌中表达率较高，并且与宫颈癌的进展和不良预后密切相关。在宫颈癌细胞系HeLa细胞中高表达HOTAIR可抑制细胞凋亡和促进细胞增殖、迁移及侵袭，KimHJ等［6］研究发现HOTAIR在宫颈癌组织中高表达，与淋巴结转移和总生存期降低显著相关，并在HeLa细胞中验证HOTAIR可通过上调EMT相关基因的表达促进宫颈癌的侵袭。

2．1．2miRNA与EMT

微小RNA（MicroRNA，miRNA）是一类长约22个核苷酸不编码蛋白质的小分子RNA，可在转录后水平通过结合靶mRNA的3＇UTR阻止靶mRNA的翻译或者促进靶mRNA的降解，实现对其靶基因的负调控［7］。研究显示，miRNA在肿瘤组织和正常组织中表达存在差异，对肿瘤的发生、发展起促进或抑制作用。miR－155在多种肿瘤中高表达，如乳腺癌、卵巢癌等，与大部分肿瘤增殖呈正相关。LaoG等［8］研究发现宫颈癌组织中miR－155表达升高，其高表达促进宫颈癌HeLa和SiHa细胞的增殖。然而，LeiC等［9］在宫颈癌CaSki细胞中发现miR－155高表达，可抑制表皮生长因子（EGF）诱导的EMT，减少细胞的迁移、侵袭能力，同时也发现miR－155还可增加p53肿瘤蛋白（Tp53）表达、减少Smad2及细胞周期蛋白D1（CCND1）表达，提示miR－155在宫颈癌的发生和进展中也可能起抑制作用。miR－124是脑组织中含量最多的miRNA，在神经胶质瘤、肝细胞癌等多种肿瘤中低表达，以调控肿瘤细胞的迁移和侵袭。LiangYJ等［10］在乳腺癌组织标本中发现miR－124表达水平与乳腺癌组织分化程度呈负相关，随后在侵袭性乳腺癌细胞系中证明miR－124通过下调Slug促进E－adherin表达，以抑制癌细胞的EMT转化，进而抑制癌细胞的侵袭和转移。WanHY等［11］在宫颈癌细胞中发现miR－124低表达可抑制上皮标志物E－cadherin的表达及促进间质标志物Vimentin的表达，以通过诱导EMT转化，增加宫颈癌细胞的迁移和侵袭性。miR－375在多种肿瘤（如胃癌、肝癌等）中发挥抑癌作用。然而在不同宫颈癌细胞系中均发现紫杉醇可瞬时诱导miR－375的高表达，通过与E－cadherin3＇UTR靶点结合，下调E－cadherin表达，诱导EMT转化，从而导致宫颈癌的化疗耐药。因此，逆转miR－375或E－cadherin的表达是克服宫颈癌化疗耐药治疗的新途径［12］。

2．2TGF－β与EMT

转化生长因子β（transforminggrowthfactor－β，TGF－β）是一种多功能蛋白质，可以影响多种细胞的增殖、分化、凋亡及免疫调节等。TGF－β包括3个亚型即TGF－β1、TGF－β2、TGF－β3，其受体也分为3个类型即TβR－Ⅰ、TβR－Ⅱ、TβR－Ⅲ。TGF－β可通过Smad依赖性和非Smad依赖性信号通路诱导肿瘤细胞发生EMT。在Smad依赖性信号通路中，TGF－β与TβR－Ⅰ、TβR－Ⅱ紧密复合体结合，形成异源三聚体，激活R－smad蛋白（Smad2和Smad3），将信号传导至细胞浆内，R－smad与Co－smad（Smad4）结合，然后转移至细胞核，与靶基因结合，调节靶基因的转录。在Smad信号通路中有多个转录因子被激活，如ZEB1、Snail、Slug、Twist等，可引起上皮细胞标志物如E－cadherin、紧密连接蛋白（如ZO－1、claudin－1）等的表达下调和间质细胞标志物如Vimentin、N－cadherin等的表达上调，使上皮来源的肿瘤细胞失去极性呈现间质细胞样表型，黏附能力下降，迁移和侵袭能力增强［13］。在非Smad依赖性信号通路中，TGF－β通过激活MAPK、PI3K等信号通路，介导细胞EMT过程。具体过程为：TGF－β和受体结合，激活胞内TGF－β活化激酶（TAK1），然后TAK1的底物MAPK激酶（MAPKK）磷酸化激活，进一步激活MAPK、PI3K等信号通路，参与EMT的发生，促进细胞的迁移和侵袭［14］。研究表明［15］，宫颈癌中TGF－β1的细胞外水平增加，可通过Smad、MAPK、NF－κB等信号通路诱导细胞EMT，促进侵袭和转移。YiJY等［16］研究发现，TGF－β1可刺激SiHa细胞，诱导其发生EMT转化，增加细胞的侵袭能力。

2．3Snail与EMT

锌指转录因子Snail家族包括SNAI1（Snail）、SNAI2（Slug）、SNAI3（Smuc），是参与EMT的主要转录因子。Snail在乳腺癌、胃癌等恶性肿瘤中高表达，可通过与E－cadherin启动子结合，抑制上皮细胞标志物E－cadherin表达和促进间质细胞标志物Vimentin表达，以诱导细胞EMT。Snail高表达与宫颈癌的发生和进展密切相关。LeeMY等［17］在宫颈癌细胞中发现表皮生长因子受体（EGFR）可抑制糖原合成激酶－3β（GSK－3β）的活性，导致Snail在细胞核累积，从而降低E－cadherin表达和升高Vimentin表达，诱导宫颈癌细胞EMT的发生。ZhaoW等［18］通过免疫组化法在宫颈鳞状细胞癌和正常宫颈组织标本中发现Snail、Smuc的核表达增加与E－cadherin的下调、Vimentin的上调相关，和淋巴结转移呈正相关。Snail、Smuc蛋白诱导宫颈鳞状细胞癌EMT的发生，因此Snail的核表达与肿瘤组织分化程度也呈正相关。

2．4癌基因与EMT

Sam68是由Courtneidge等首次发现，存在于细胞中的一种分子量为68kD的RNA结合蛋白，在细胞分裂期是Src蛋白酪氨酸激酶的底物［19］。多项研究表明Sam68在多种癌组织中高表达，如前列腺癌、乳腺癌等。与正常宫颈组织相比，宫颈癌组织中Sam68在mRNA及蛋白质水平表达显著升高，在HeLa和SiHa细胞中抑制Sam68发现间质细胞标志物Vimentin、Fibronectin下调及上皮细胞标志物α－catenin、E－cadherin上调。随后进一步证明Sam68被修饰（如磷酸化、甲基化）后定位在细胞质，与PI3K的SH2结构域相互作用，通过Akt／GSK－3β／Snail通路诱导EMT，促进其淋巴结转移，表明Sam68高表达及其细胞质定位与宫颈癌淋巴结转移密切相关［20］。星形细胞上调基因－1（astrocyteelevatedgene－1，AEG－1）最初是作为人类免疫缺陷病毒－1（humanimmunodeficiencyvirus－1，HIV－1）诱导基因在人类胎儿星形细胞中发现的，随后多项研究发现其在多种肿瘤中高表达［21－22］，且与肿瘤进展及不良预后密切相关。HuangK等［23］研究发现AEG－1表达水平在宫颈癌前病变组织中与分级程度呈正相关，在宫颈癌组织中表达率高达61．1％，其高表达与肿瘤生长及淋巴结转移密切相关。LiuX等［24］也发现AEG－1在低分化宫颈癌组织中高表达，随后在宫颈癌HeLa细胞中证明AEG－1高表达可能诱导EMT，增强癌细胞的侵袭及转移。

2．5缺氧与EMT

肿瘤微环境的缺氧状态影响肿瘤细胞的基因表型，可通过促进新生血管生成影响肿瘤细胞的代谢［25］，并参与对EMT的调节，影响肿瘤的转移及侵袭。

2．5．1缺氧诱导因子－1（HIF－1）

HIF－1是缺氧诱导EMT发生的重要因子。HIF－1是一种异源二聚体，由HIF－1α和HIF－1β两个亚基组成。HIF－1α是HIF－1的活性亚基，受缺氧信号的调控；HIF－1β亚基（芳香烃受体核转运子）在细胞内稳定表达，起结构性作用。研究发现HIF－1α能诱导和调控EMT相关转录因子如Snail、Slug、Twist等高表达，促进EMT发生［26］。GaoXP等［27］［发现在缺氧环境中，HeLa细胞的E－cadherin表达下降和Vimentin、N－cadherin表达升高，提示HeLa细胞发生了EMT转化，抑制HIF－1α可使上述EMT相关变化部分逆转。

2．5．2信号通路

缺氧通过激活Wnt、Notch等信号通路，诱导EMT的发生。缺氧激活Wnt信号后，抑制GSK－3β活性，进而抑制β－连环蛋白（β－catenin）去磷酸化，诱导多种肿瘤细胞系中EMT的发生。在缺氧环境中，Notch与HIF－1α相互作用，上调HIF－1α的表达，HIF－1α与活化的Notch胞内结构域结合，增加其转录活性，维持和增强其信号通路。Notch可以通过调节Snail的表达诱导EMT，机制分为依赖和不依赖HIF－1两种：其一是Notch通过募集HIF－1到赖氨酰氧化酶（LOX）启动子，增加缺氧诱导的LOX的表达，发挥稳定Snail蛋白的作用；其二是Notch作为跨膜蛋白被激活后，直接通过其胞内部分作用于Snail启动子区上调Snail表达［28］。

2．5．3赖氨酰氧化酶（Lysyloxidase，LOX）

LOX是一种缺氧反应基因，在缺氧情况下可促进乳腺癌细胞转移。YangX等［29］发现宫颈癌细胞中LOX高表达，缺氧可诱导HeLa和SiHa细胞EMT形态学变化，并伴随蛋白标记物α－SMA、Vimentin的上调和E－cadherin的下调。因此，应用LOX抑制剂可阻断缺氧诱导的EMT形态学和蛋白标志物的变化，还可抑制癌细胞侵袭及转移能力。

3总结

近年来EMT与肿瘤的关系是研究的热点。本文通过总结宫颈癌EMT相关因素，了解其在宫颈癌发生、发展中的分子机制，为开展针对干扰或阻断EMT相关因素的作用途径的宫颈癌靶点治疗提供参考，并改善宫颈癌患者的预后及延长生存期。

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作者：李晨羲，张宗峰