上皮間質轉化

上(shàng)皮(pí)間(jiān)質(zhì)轉(zhuǎn)化(huà) (Epithelial-mesenchymal transition, EMT) 指上皮到間質細胞的轉化,它賦予細胞轉移和入侵的能力,包括幹細胞特徵、減少凋亡與衰老,和促進免疫抑制,不僅在發育過程中起著關鍵的作用,而且還參與組織癒合、器官纖維化和癌症發生等過程。

基本介紹

  • 中文名:上皮間質轉化
  • 外文名:Epithelial-mesenchymal transition, EMT
生理功能,與腫瘤關係,

生理功能

上皮細胞間緊密相連,並且根據adherens junctions,desmosomes和tight junctions的順序建立有apical-basal的細胞極性,它們是一道嚴密的防線。間質細胞與上皮細胞相鄰,不同的是,它們組織鬆散,缺乏細胞連線(cell adhesion)和細胞極性,並且具有轉移和侵襲的能力。在發育過程中,EMT分為一級、二級和三級。一級EMT包括原腸胚形成(gastrulation)、神經嵴(neuralcrest)形成和細胞連線與移動的調控。二級EMT包括體節、胰腺和肝臟等器官的形成。三級EMT在心臟的形成中是必需的。EMT在創傷反應中也參與了組織癒合的過程。

與腫瘤關係

在癌症形成以及其它涉及器官再生的病理過程(如器官纖維化)中EMT也是重要的步驟。在癌症過程中,首先E-cadherin表達的缺失被認為是癌症發生過程中,也是EMT的關鍵步驟。EMT的誘導基因,即E-cadherin抑制因子,可以根據作用分為兩組,Snail、Zeb、E47和KLF8,與E-cadheren的啟動子結合併抑制表達,Twist、Goosecoid、E2.2和FoxC2則間接抑制E-cadheren的活性。接下來關鍵的步驟是細胞極性的喪失。上皮細胞中維持apical-basal極性的三個蛋白複合物(Par,Crumbs和Scribble)也是受EMT誘導基因調控。其它的EMT誘導基因包括酪氨酸磷酸酶Pez和PRL3,podoplanin,及免疫家族的細胞連線分子L1,ILEI和IL-6等。EMT的調控是一個複雜的網路,包括TGFβ家族,Wnts、Notch、EGF、HGF、FGF和HIF等多個信號通路。microRNAs最近也被發現通過調節EMT誘導基因參與EMT調控,其中miR-200家族可以下調Zeb的表達。
除了侵襲的過程,EMT還參與到癌症進程中的其他步驟。TGFβ信號通路抑制細胞凋亡,同時誘導兩個EMT誘導基因Snail家族的主要成員,Snail1和Snail2的表達。EMT過程還抑制致癌基因引起的提前衰老。在EMT過程中的腫瘤可以拮抗化療和免疫療法,並且逃脫免疫系統的監視。最近的研究中發現EMT中的細胞可以獲得類似於幹細胞的特性,這些尚未分化的間質細胞從表達E-cadherin變為表達N-cadherin,並且表達Snail,蛋白酶,以及一些細胞全能性(totipotent)轉錄因子如Oct-4和Nanog。

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