上皮-间质转化(EMT)是肿瘤转移过程中的关键生物学现象,涉及多种信号通路和细胞层面的深刻改变。以下是肿瘤EMT的经典通路和主要细胞改变:
一、EMT经典信号通路
1. Wnt/β-catenin通路:
正常情况下,β-catenin与APC、GSK-3和Axin形成复合物被降解
在多种癌症中,这些负调控因子发生突变,导致β-catenin在胞质聚集并转移至核内,与TCF/LEF转录因子结合激活下游靶基因,诱导EMT
Wnt/β-catenin通路在EMT调控中发挥关键作用,尤其在乳腺癌和结直肠癌中表现显著
2. TGF-β信号通路:
通过激活SMAD复合体诱导EMT
在癌中,TGF-β1能显著诱导EMT发生
与Wnt通路协同作用,共同促进EMT进程
3. Notch通路:
通过Hes/Hey基因调控上皮-间质表型转换
在胶质母细胞瘤等神经系统肿瘤中表现活跃
4. Hedgehog通路:
与Wnt、TGF-β等通路共同构成EMT调控网络
在癌微环境重塑中起重要作用
二、EMT过程中的细胞改变
1. 形态学改变:
从多边形、鹅卵石样上皮形态转变为梭形纤维细胞样外观
细胞极性丧失,细胞间连接解体
2. 分子标志物变化:
上皮标志物下调:E-cadherin、角蛋白、ZO-1等表达减少
间质标志物上调:N-cadherin、波形蛋白(Vimentin)、纤维连接蛋白等表达增加
E-cadherin表达的丢失被认为是EMT最显著的特征
3. 功能改变:
迁移和侵袭能力显著增强
获得干细胞样特性,与肿瘤干细胞表型相关
凋亡抑制,化疗/放疗抵抗性增强
促进血管生成和免疫逃逸
4. 微环境相互作用:
分泌基质金属蛋白酶(MMPs)重塑细胞外基质
在癌中,EMT细胞可通过TGF-β招募癌相关成纤维细胞(CAF),形成促转移微环境
在胶质瘤中,EMT细胞与小胶质细胞M2型极化形成正反馈环路
三、EMT的临床意义
1. 预后指标:
EMT程度与患者较差预后呈正相关
在肺癌中,E-cadherin高表达与较好生存率相关,而Vimentin高表达则相反
2. 治疗抵抗:
EMT细胞表现出多重耐药特性
与免疫检查点蛋白上调相关,导致免疫治疗抵抗
3. 治疗靶点:
靶向EMT相关分子(如抑制Snail或TGF-β受体)可能阻断肿瘤转移
目前临床试验PD-L1/TGF-β双抗等联合策略对抗EMT相关免疫逃逸
EMT过程具有高度可塑性,肿瘤细胞可在上皮状态、中间混合状态和间质状态间动态转换,这种可塑性是肿瘤适应微环境和抵抗治疗的重要基础。