Snail介導(dǎo)的上皮-間質(zhì)轉(zhuǎn)化及其與子宮內(nèi)膜異位癥關(guān)系的研究進(jìn)展

余　星，陳　雄

(1.九江市第一人民醫(yī)院總院婦產(chǎn)科，江西 九江 332000； 2.上海市第一人民醫(yī)院寶山分院婦產(chǎn)科，上海 200940)

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Snail介導(dǎo)的上皮-間質(zhì)轉(zhuǎn)化及其與子宮內(nèi)膜異位癥關(guān)系的研究進(jìn)展

余星1，陳雄2

(1.九江市第一人民醫(yī)院總院婦產(chǎn)科，江西 九江 332000； 2.上海市第一人民醫(yī)院寶山分院婦產(chǎn)科，上海 200940)

子宮內(nèi)膜異位癥是婦科的常見病和多發(fā)病，在育齡期婦女中的發(fā)病率日益上升,是引起生育年齡婦女盆腔痛和不孕癥的主要原因之一。目前其發(fā)病機(jī)制尚不清，且治療效果不理想，復(fù)發(fā)率高。上皮-間質(zhì)轉(zhuǎn)變(EMT)賦予細(xì)胞遷移和侵襲性,一個(gè)建立子宮內(nèi)膜異位病灶的先決條件。Snail蛋白是EMT的重要轉(zhuǎn)錄調(diào)節(jié)因子，可誘發(fā)EMT。本文對近年來snail的結(jié)構(gòu)及功能、對EMT調(diào)節(jié)作用及其對子宮內(nèi)膜異位癥發(fā)生、發(fā)展、浸潤、轉(zhuǎn)移特點(diǎn)的研究進(jìn)展進(jìn)行綜述，為進(jìn)一步為子宮內(nèi)膜異位癥的發(fā)病機(jī)制及治療策略提供重要的理論基礎(chǔ)。

上皮間質(zhì)轉(zhuǎn)化； snail； 子宮內(nèi)膜異位癥

子宮內(nèi)膜異位癥是一種雌激素依賴的良性婦科疾病，特點(diǎn)是子宮內(nèi)膜組織生長在子宮腔外，痛經(jīng)、性交痛、不孕等是其重要特征。子宮內(nèi)膜異位癥的流行范圍在生育年齡婦女為2%～22%，且在痛經(jīng)患者中可能達(dá)到40%～60%；此外，大約25%～50%的不孕婦女有子宮內(nèi)膜異位癥[1]。上皮-間質(zhì)轉(zhuǎn)變(EMT)的機(jī)制為上皮細(xì)胞失去極性，細(xì)胞間黏附下降，獲得遷移性及侵襲性增加，轉(zhuǎn)化為間質(zhì)細(xì)胞的外觀并具有其功能。EMT及其逆過程間質(zhì)-上皮轉(zhuǎn)變(MET)，是胚胎發(fā)育中必不可少的發(fā)展事件，參與原腸胚的形成、神經(jīng)管到神經(jīng)嵴細(xì)胞的形成、中胚層的形成、心臟瓣膜形成和腭發(fā)生[2]。EMT的特點(diǎn)之一是上皮型鈣黏蛋白(E-cadherin)(編碼CDH1)功能的喪失，而snail是EMT的主要誘導(dǎo)因子且能強(qiáng)烈抑制E-cadherin表達(dá)式[3]，除了誘導(dǎo)EMT之外，snail家族成員還參與不同的重要發(fā)展過程，包括神經(jīng)分化、細(xì)胞運(yùn)動(dòng)等。在過去十年中，EMT和癌癥細(xì)胞轉(zhuǎn)移已經(jīng)被廣泛的研究，然而，主要的作用機(jī)制仍不確定。近來研究[4]發(fā)現(xiàn)在深部浸潤子宮內(nèi)膜異位癥的上皮細(xì)胞樣表型可能更有助于細(xì)胞的生長和浸潤，提示EMT和MET可能在盆腔子宮內(nèi)膜異位癥的發(fā)病中起重要作用。本文對近年來snail的結(jié)構(gòu)及功能、對EMT調(diào)節(jié)作用及其對子宮內(nèi)膜異位癥發(fā)生、發(fā)展、浸潤、轉(zhuǎn)移特點(diǎn)的研究進(jìn)展進(jìn)行綜述，為進(jìn)一步為子宮內(nèi)膜異位癥的發(fā)病機(jī)制及治療策略提供重要的理論基礎(chǔ)。

1　EMT的概念及機(jī)制

EMT的概念被首次發(fā)現(xiàn)在胚胎學(xué)領(lǐng)域。它是指細(xì)胞從始基與神經(jīng)嵴脫落并遷移到達(dá)既定部位形成中胚層與神經(jīng)管發(fā)揮作用，其定義了一個(gè)平穩(wěn)的發(fā)展過程即極化的上皮細(xì)胞轉(zhuǎn)化為高度能動(dòng)的間質(zhì)細(xì)胞，這使單個(gè)細(xì)胞突破基底膜，侵襲性生長和區(qū)域內(nèi)外擴(kuò)散性轉(zhuǎn)移。此現(xiàn)象同時(shí)伴隨有細(xì)胞形態(tài)與相關(guān)基因的改變，其使上皮標(biāo)記基因如E-Cadherin表達(dá)下調(diào)，而上皮型鈣黏蛋白的表達(dá)缺失與上皮細(xì)胞的轉(zhuǎn)移有關(guān)[5]，間質(zhì)標(biāo)記基因如纖維連接蛋白 (fibronectin)、波形蛋白 (vimentin)等表達(dá)增加、且細(xì)胞的運(yùn)動(dòng)與侵襲力增強(qiáng)[6]。發(fā)生EMT后，上皮細(xì)胞可以恢復(fù)和重新獲得屬性，而其逆向過程(MET)也有助于在發(fā)展過程中組織和器官的形成。在成人組織中，EMT可以重新激活，如在組織損傷后實(shí)現(xiàn)傷口愈合。EMT也發(fā)生在纖維化等疾病或癌癥的進(jìn)展中。癌細(xì)胞可以通過EMT從原發(fā)腫瘤部位解離，通過血液或淋巴轉(zhuǎn)移，侵入周圍組織，并最終種植于其他部位。轉(zhuǎn)移性細(xì)胞可以通過MET過程重新獲得上皮特性類似于原發(fā)性腫瘤細(xì)胞[7]。在EMT中，上皮細(xì)胞失去細(xì)胞間的相互作用，包括粘附連接，緊密連接和橋粒，從而促進(jìn)細(xì)胞發(fā)生個(gè)體化。EMT還使細(xì)胞獲得侵入性，從而降解細(xì)胞外基質(zhì)和重新合成細(xì)胞外基質(zhì)蛋白。EMT的潛在分子和細(xì)胞機(jī)制，是依賴于生理或病理情況下由復(fù)雜的多種細(xì)胞外信號、轉(zhuǎn)錄因子和信號通路形成，其中snail(snail/slug)家族為其主要的轉(zhuǎn)錄控制因子，此外還有ZEB (ZEB1/ZEB2)和Twist(如Twist1等)家族。

2　Snail的結(jié)構(gòu)及調(diào)節(jié)機(jī)制

2.1Snail結(jié)構(gòu)

Snail第一次被描述是作為中胚層形成的調(diào)節(jié)器在果蠅中。隨后，snail同系物被發(fā)現(xiàn)在從無脊椎動(dòng)物到脊椎動(dòng)物，如線蟲、軟體動(dòng)物和人類的許多物種中。三個(gè)snail家族在脊椎動(dòng)物蛋白質(zhì)已確定:snail1(snail)，snail2(slug)和snail3(Smuc)，含類似的組織結(jié)構(gòu)，一個(gè)高度保守的羧基末端，包含4～6個(gè)C2H2鋅指結(jié)構(gòu)和能夠結(jié)合到E-box (5′-CANNTG-3′)的目標(biāo)基因[8]。所有脊椎動(dòng)物的snail成員的氨基末端包含了SNAG(snail/Gfi)，其能控制轉(zhuǎn)錄復(fù)合物。果蠅中snail不包含SNAG，但它有一個(gè)的共同的組成P-DLS-K通過CtBP發(fā)揮著抑制功能。在snail中間組成部分，SRD和NES被發(fā)現(xiàn)能調(diào)節(jié)蛋白的穩(wěn)定性和snail亞細(xì)胞定位。

2.2Snail的調(diào)節(jié)機(jī)制

Snail由多種信號通路及調(diào)節(jié)因子共同作用。在轉(zhuǎn)錄水平,snail可以被不同的生長因子直接激活啟動(dòng)子，如TGF-β、FGF2和EGF以及不同的信號分子如ILK、H-ras、v-Akt和NF-κB/p65。在翻譯后水平，snail在細(xì)胞核內(nèi)表達(dá)降低的同時(shí)細(xì)胞質(zhì)中也迅速被蛋白酶體降解。翻譯后，磷酸化，泛素化，和賴氨酸氧化都能影響snail蛋白穩(wěn)定性，亞細(xì)胞定位和活性。Snail在GSK-3β依賴性磷酸化和β-Trcp介導(dǎo)的泛素化后蛋白酶中表達(dá)降低。Snail的兩個(gè)磷酸化途徑，一個(gè)是蛋白質(zhì)降解，另一個(gè)是亞細(xì)胞定位，雙重調(diào)節(jié)其功能?？梢栽O(shè)想GSK-3β和磷酸化的snail結(jié)合從而誘導(dǎo)其核表達(dá)通過由脯氨酰異構(gòu)酶PIN1介導(dǎo)的構(gòu)象改變。隨后磷酸化GSK-3β導(dǎo)致snail與β-Trcp相關(guān)結(jié)合，從而導(dǎo)致了snail在細(xì)胞質(zhì)中的降解。GSK-3β磷酸化由SCP控制，其可穩(wěn)定snail蛋白在細(xì)胞核。Snail的另一個(gè)調(diào)節(jié)因子是p21激活的蛋白激酶(PAK1)，其磷酸化snail(Ser246)，從而增加snail蛋白積聚于細(xì)胞核。此外，磷酸化的snail(Ser11和92)，分別由PKA和絲氨酸/蘇氨酸蛋白激酶CK2介導(dǎo)，能穩(wěn)定調(diào)節(jié)snail的功能。此外，Lats2激酶與snail相互作用，直接使snail發(fā)生磷酸化在蘇氨酸203殘基，并且維持snail在細(xì)胞核且提高其穩(wěn)定性。

3　Snail介導(dǎo)的EMT相關(guān)信號通路

EMT是一個(gè)動(dòng)態(tài)的過程，通過引發(fā)微環(huán)境的改變，包括細(xì)胞外基質(zhì)(如膠原蛋白和透明質(zhì)酸)和多種分泌因子，如表皮生長因子(EGF)、纖維母細(xì)胞生長因子(FGF)、肝細(xì)胞生長因子(HGF)、骨形成蛋白(bmps)、轉(zhuǎn)換生長因子-β(TGF-β)、Notch、Wnt、腫瘤壞死因子-α(TNF-α)和細(xì)胞因子。在這些EMT過程中均可發(fā)現(xiàn)存在snail的表達(dá)，不同的腫瘤細(xì)胞中許多信號分子已被證明能誘導(dǎo)snail的表達(dá)。

3.1受體酪氨酸激酶(RTKs)信號通路

被HGF、EGF、FGF激活，通過RAS-MAPK或PI3K-Akt途徑導(dǎo)致snail的激活。通過MAPK信號或PI3K一直是必要且充分的在調(diào)節(jié)EMT與TGF-β結(jié)合，同時(shí)也參與snail的激活。TGF-β是多功能的細(xì)胞因子，能調(diào)節(jié)細(xì)胞增殖、分化和凋亡。它抑制腫瘤發(fā)展的早期階段；然而，它促進(jìn)腫瘤發(fā)展當(dāng)細(xì)胞對TGF-β產(chǎn)生抗藥性。Snail在介導(dǎo)腫瘤免疫逃逸中發(fā)揮著重要作用。在最后階段，TGF-β能誘導(dǎo)EMT通過依賴Smad上調(diào)snail的表達(dá)。它也表明TGF-β，通過Smad通路，誘導(dǎo)HMGA2的表達(dá)和抑制E-cadherin的表達(dá)。Smads和HMGA2共同結(jié)合于snail啟動(dòng)子并誘導(dǎo)snail的表達(dá)，抑制E-cadherin表達(dá)和促進(jìn)EMT表型。在TGF-β誘導(dǎo)EMT過程中，snail與SAMD3/4形成轉(zhuǎn)錄阻遏復(fù)合物。這個(gè)復(fù)合物的靶基因與E-boxes相連并且和Smad結(jié)合編碼粘連蛋白如E-cadherin、CAR和閉合蛋白，從而抑制轉(zhuǎn)錄。Ohlsson Teague等[9]通過基因芯片技術(shù)分析異位及在位子宮內(nèi)膜組織中miRNA表達(dá)水平發(fā)現(xiàn)，TGF-β可通過靶向作用轉(zhuǎn)錄因子snail、ZEB1及ZEB2等影響子宮內(nèi)膜上皮細(xì)胞發(fā)生EMT，從而可能促進(jìn)EMs的形成。

3.2Wnt信號通路

β-catenin是Wnt信號通路的關(guān)鍵調(diào)節(jié)分子，β-catenin通過與TCF/LEF結(jié)合作為轉(zhuǎn)錄因子，是誘導(dǎo)上皮細(xì)胞發(fā)生EMT和循環(huán)系統(tǒng)的關(guān)鍵。在人類乳腺癌細(xì)胞，Wnt信號通路通過激活細(xì)胞內(nèi)蛋白質(zhì)Axin2的表達(dá)導(dǎo)致EMT的發(fā)生以及穩(wěn)定snail的功能。Snail和β-catenin的協(xié)同效應(yīng)為腫瘤細(xì)胞提供了生存和侵入的能力。Snail翻譯后穩(wěn)定由GSK-3β調(diào)節(jié)。例如，通過刺激LOXL2穩(wěn)定snail的功能，能阻斷FBXL14與snail的結(jié)合。無論是磷酸或非磷酸化形式的snail都可與FBXL14結(jié)合，導(dǎo)致snail泛素化和蛋白酶體降解。Snail穩(wěn)定由TNF-α/NF-κB途徑控制，其阻斷snail的磷酸化和泛素化通過破壞其結(jié)合到GSK-3β和β-Trcp。最近，Wnt/Snail的一個(gè)新的功能在調(diào)節(jié)腫瘤進(jìn)展中被發(fā)現(xiàn)。通過β-catenin/TCF4/snail信號通路，Wnt能抑制線粒體呼吸作用通過抑制細(xì)胞色素氧化酶(COX)活性和通過增加葡萄糖消耗和乳酸生成誘發(fā)糖酵解的發(fā)生[10]。近來研究發(fā)現(xiàn)在子宮內(nèi)膜異位癥中，通過激活Wnt信號通路，能誘導(dǎo)上皮細(xì)胞表型消化轉(zhuǎn)化為間質(zhì)表型，使得在位內(nèi)膜細(xì)胞易于從原發(fā)部位發(fā)生解離種植其他部位形成內(nèi)異病灶[11]。

3.3NF-κB信號通路

Li等[12]研究發(fā)現(xiàn)，在果蠅中可以直接激活NF-κB同系物Dorsal來激活snail的表達(dá)。NF-κB還可以與人類snail啟動(dòng)子78～194 bp結(jié)合，增加snail的轉(zhuǎn)錄。另外，Akt可以通過直接磷酸化激活I(lǐng)KKα來激活NF-κB信號通路，從而上調(diào)snail的表達(dá),而PI3K/AKt通路激活存在于子宮內(nèi)膜異位癥。AKT(Ser473)表達(dá)水平在異位內(nèi)膜間質(zhì)細(xì)胞中較高,PI3K/AKt過度刺激導(dǎo)致子宮內(nèi)膜異位間質(zhì)細(xì)胞蛻膜化減少，蛻膜化減少以及IGFBP-1分泌也被觀察到在其他部位的異位內(nèi)膜間質(zhì)細(xì)胞和子宮內(nèi)膜異位癥在位內(nèi)膜間質(zhì)細(xì)胞。子宮內(nèi)膜蛻膜化是一個(gè)重塑事件發(fā)生在月經(jīng)周期的孕酮的分泌階段，以利于子宮內(nèi)膜胚胎的植入。眾所周知,孕酮和CAMP能減少AKt磷酸化水平和增加核FOXO1的表達(dá)水平在正常子宮內(nèi)膜間質(zhì)細(xì)胞中，有趣的是,抑制PI3K和AKt通路導(dǎo)致核FOXO1和IGFBP1表達(dá)水平增加，支持PI3K /AKt途徑參與子宮內(nèi)膜異位癥中蛻膜反應(yīng)的減少,為子宮內(nèi)膜異位癥提供了一個(gè)很好的描述特征[13]。

4　EMT在EMs中的表達(dá)

子宮內(nèi)膜來源于間充質(zhì)中胚層并隨著泌尿生殖系統(tǒng)的發(fā)生而發(fā)展。通過保留一些間充質(zhì)來源的印記、子宮內(nèi)膜上皮細(xì)胞可能特別容易回到這個(gè)狀態(tài)，通過EMT，即破壞上皮的全部極性和建立間充質(zhì)及細(xì)胞的遷移。EMT過程提出了一個(gè)強(qiáng)有力的機(jī)制即抑制子宮內(nèi)膜細(xì)胞從原發(fā)部位游離。作為轉(zhuǎn)移的重要前提，EMT已經(jīng)被考慮在相關(guān)研究的過程中。因此，阻止轉(zhuǎn)移發(fā)生的早期階段將是研究的關(guān)鍵。EMs的發(fā)病機(jī)制與上皮細(xì)胞和間質(zhì)細(xì)胞相關(guān)粘附分子密切相關(guān)，其中上皮細(xì)胞相關(guān)蛋白被間質(zhì)細(xì)胞相關(guān)蛋白取代是形成EMT的關(guān)鍵。作為上皮細(xì)胞的標(biāo)志粘附分子E-cadherin，其下調(diào)可能是一個(gè)分子機(jī)制，它能使子宮內(nèi)膜細(xì)胞從原始部位分離、粘附、侵襲、種植盆腔形成子宮內(nèi)膜異位病灶。然而近來的研究表明不是細(xì)胞間粘附能力的下降導(dǎo)致轉(zhuǎn)移，而是E-cadherin表達(dá)的缺失，它能通過激活特定的下游信號轉(zhuǎn)導(dǎo)途徑來誘導(dǎo)刺激，即snail的C2H2-型鋅指結(jié)構(gòu)的高度保守的羧基末端可與E-cadherin調(diào)節(jié)元件E-box結(jié)合，充當(dāng)轉(zhuǎn)錄抑制因子在轉(zhuǎn)錄水平上抑制E-cadherin的表達(dá)，細(xì)胞膜上的E-cadherin表達(dá)下調(diào)、缺失、錯(cuò)位能引起胞質(zhì)中β-catenin的增加，從而使β-catenin易至胞核促進(jìn)細(xì)胞增殖和EMT。E-cadherin與子宮內(nèi)膜異位癥的關(guān)系可被RT-PCR利用退化的引物確定。有研究[14]發(fā)現(xiàn)在人類子宮內(nèi)膜細(xì)胞中，snail表達(dá)的上調(diào)導(dǎo)致E-cadherin表達(dá)缺失，使子宮內(nèi)膜上皮細(xì)胞之間以及子宮內(nèi)膜上皮細(xì)胞與細(xì)胞外基質(zhì)之間的粘附作用降低，細(xì)胞的侵襲能力增強(qiáng)，使得內(nèi)膜細(xì)胞易于從在位解離、脫落并侵襲、種植于其他部位形成內(nèi)異病灶，因此E-cadherin表達(dá)的缺失可能是使子宮內(nèi)膜細(xì)胞侵襲植入盆腔的本質(zhì)。Shaco Levy 等[15]發(fā)現(xiàn)在EMs患者的在位子宮內(nèi)膜中E-cadherin周期性表達(dá)的消失，而且強(qiáng)度低于正常子宮在位內(nèi)膜，提示E-cadherin的表達(dá)異常可能與子宮內(nèi)膜異位癥有關(guān)。Chen等[16]研究提示在分子水平上調(diào)控上皮標(biāo)志蛋白的轉(zhuǎn)錄因子snail表達(dá)上調(diào)抑制了上皮標(biāo)志蛋白的表達(dá)，使得子宮內(nèi)膜細(xì)胞的遷移和侵襲轉(zhuǎn)移能力增強(qiáng)。劉杰等[17]研究表明在EMS患者的異位內(nèi)膜組織和在位內(nèi)膜組織中，上皮標(biāo)志物E-cadherin表達(dá)降低而間質(zhì)標(biāo)志物vimentin表達(dá)升高，提示子宮內(nèi)膜細(xì)胞可能存在EMT過程。Bartley等[18]研究表明EMT可能在子宮內(nèi)膜異位癥和子宮內(nèi)膜有著不同的調(diào)節(jié)機(jī)理，在子宮內(nèi)膜異位癥和子宮內(nèi)膜中的相關(guān)蛋白的表達(dá)如E-cadherin、snail等，其中E-cadherin強(qiáng)表達(dá)于上皮細(xì)胞，但單個(gè)E-cadherin陰性細(xì)胞經(jīng)常出現(xiàn)在子宮內(nèi)膜異位癥，與子宮內(nèi)膜比在子宮內(nèi)膜異位癥snail表達(dá)上調(diào)。因此未來的研究應(yīng)該進(jìn)一步闡明 EMT在子宮內(nèi)膜和子宮內(nèi)膜異位癥中的調(diào)控。

5　展望

關(guān)于EMT研究的共同特點(diǎn)是其能下調(diào)E-cadherin的表達(dá)或抑制其功能，因此研究EMT的作用是基于E-cadherin表達(dá)的缺失，而snail過表達(dá)與E-cadherin表達(dá)降低密切相關(guān)，同時(shí)與正常子宮內(nèi)膜相比子宮內(nèi)膜異位灶的上皮和基質(zhì)細(xì)胞中snail表達(dá)升高，因此可通過研究核轉(zhuǎn)綠因子snail的表達(dá)情況來實(shí)現(xiàn)。雖然有許多研究得到了關(guān)于snail信號通路的相關(guān)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，但snail作為轉(zhuǎn)錄抑制因子，對其轉(zhuǎn)錄調(diào)控的直接靶點(diǎn)以及相關(guān)的上游和下游信號傳導(dǎo)通路尚需進(jìn)一步研究。因此， 子宮內(nèi)膜異位癥的研究仍任重道遠(yuǎn)，但這也勢必成為子宮內(nèi)膜異位癥侵襲、轉(zhuǎn)移機(jī)制研究的新熱點(diǎn)。

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(責(zé)任編輯：況榮華)

2015-09-02

R711.32

A

1009-8194(2016)06-0104-04

10.13764/j.cnki.lcsy.2016.06.038