上皮间质转化

更新时间:2024-09-12 17:20

上(shàng)皮(pí)间(jiān)质(zhì)转(zhuǎn)化(huà) (Epithelial-mesenchymal transition, EMT) 指上皮到间质细胞的转化,它赋予细胞转移和入侵的能力,包括干细胞特征、减少凋亡与衰老,和促进免疫抑制,不仅在发育过程中起着关键的作用,而且还参与组织愈合、器官纤维化和癌症发生等过程。

生理功能

上皮细胞间紧密相连,并且根据adherens junctions,desmosomes和tight junctions的顺序建立有apical-basal的细胞极性,它们是一道严密的防线。间质细胞与上皮细胞相邻,不同的是,它们组织松散,缺乏细胞连接(cell adhesion)和细胞极性,并且具有转移和侵袭的能力。在发育过程中,EMT分为一级、二级和三级。一级EMT包括原肠胚形成(gastrulation)、神经嵴(neuralcrest)形成和细胞连接与移动的调控。二级EMT包括体节、胰腺和肝脏等器官的形成。三级EMT在心脏的形成中是必需的。EMT在创伤反应中也参与了组织愈合的过程。

与肿瘤关系

在癌症形成以及其它涉及器官再生的病理过程(如器官纤维化)中EMT也是重要的步骤。在癌症过程中,首先E-cadherin表达的缺失被认为是癌症发生过程中,也是EMT的关键步骤。EMT的诱导基因,即E-cadherin抑制因子,可以根据作用分为两组,Snail、Zeb、E47和KLF8,与E-cadheren的启动子结合并抑制表达,Twist、Goosecoid、E2.2和FoxC2则间接抑制E-cadheren的活性。接下来关键的步骤是细胞极性的丧失。上皮细胞中维持apical-basal极性的三个蛋白复合物(Par,Crumbs和Scribble)也是受EMT诱导基因调控。其它的EMT诱导基因包括酪氨酸磷酸酶Pez和PRL3,podoplanin,及免疫家族的细胞连接分子L1,ILEI和IL-6等。EMT的调控是一个复杂的网络,包括TGFβ家族,Wnts、Notch、EGF、HGF、FGF和HIF等多个信号通路。microRNAs最近也被发现通过调节EMT诱导基因参与EMT调控,其中miR-200家族可以下调Zeb的表达。

除了侵袭的过程,EMT还参与到癌症进程中的其他步骤。TGFβ信号通路抑制细胞凋亡,同时诱导两个EMT诱导基因Snail家族的主要成员,Snail1和Snail2的表达。EMT过程还抑制致癌基因引起的提前衰老。在EMT过程中的肿瘤可以拮抗化疗和免疫疗法,并且逃脱免疫系统的监视。最近的研究中发现EMT中的细胞可以获得类似于干细胞的特性,这些尚未分化的间质细胞从表达E-cadherin变为表达N-cadherin,并且表达Snail,蛋白酶,以及一些细胞全能性(totipotent)转录因子如Oct-4和Nanog。

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