EMT(上皮-间质细胞转化)是上皮样表型细胞在失去极性后,增强活动能力并能够在细胞间质中自由移动,呈现出纤维样表型转化的过程。EMT与肿瘤的发生、侵袭及转移有着密切的关联。早在1960年,Elizabeth Havy首次提出了EMT的概念。2003年,在首届国际EMT会议上,EMT被正式定义为上皮细胞经过多重生物化学改变而获得间充质细胞表型的过程。
EMT主要可分为三种类型:
类型I:在原肠胚时期,原始上皮细胞经历EMT,参与多细胞胚胎的发育和器官形成。该过程与Wnt信号通路密切相关,缺乏Wnt3会导致原肠胚形成所需的EMT无法进行。TGF-β家族的成员(特别是Nodal和Vg1)介导了Wnt信号,缺失它们会引起功能性EMT的缺失,从而影响胚胎组织的发育。
类型II:内皮或第二上皮细胞转化为成纤维细胞,参与损伤修复、组织再生及器官纤维化。正常情况下,当炎性反应缓解后,该转化作用会停止,但持续活化的炎性反应将导致EMT过程的持续,从而引发组织纤维化。影响EMT的因素通过复杂通路交织,当前研究集中于TGF-β/Smad通路、整合素连接激酶(ILK)及Wnt/β-catenin通路。
例如在肝纤维化的研究中,肝脏因炎症、病毒感染或其他肝毒素导致的慢性损伤,表现为细胞外基质(ECM)的累积及瘢痕形成。当正常肝细胞中,TGF-β1主要分布于Kupffer细胞和肝星状细胞(HSC),而在肝纤维化时HSC中的TGF-β1 mRNA表达显著增加。HSC被认为是ECM的主要来源之一,而TGF-β1则是诱发肝纤维化的重要细胞因子,它不仅抑制肝细胞增殖,还激活HSC,促进ECM的生成并调节肝细胞的凋亡。
类型III:肿瘤细胞来源的上皮细胞在失去极性后,转化为具侵袭能力的肿瘤细胞,这与肿瘤的浸润和转移密切相关。上皮细胞的过度增生和新生血管的形成是早期上皮癌的标志,随后突破基底膜获取浸润转移的能力。例如,IGF-II可促进β-连环素移入细胞核,导致细胞内钙粘素的降解;而FGF与TGF-β又能诱导MMP-2和MMP-9的表达,从而促进基膜的降解并影响细胞黏附系统的功能。
在正常乳腺上皮细胞中发现,TGF-β能够诱导EMT,并在多种上皮细胞中得到验证,包括肺、肾、肝、胰腺、结肠、甲状腺、晶状体及皮肤等。在乳腺癌中,约95%的癌细胞来源于上皮细胞,其转移、乳腺导管原位癌的发展为浸润性乳腺癌、治疗效果差及化疗耐药性等均与EMT过程密切相关。有研究表明,TGF-β还促进小鼠模型中的乳腺癌细胞骨转移,且通过Smad信号通路诱导Angptl4促进肿瘤细胞向肺部转移;抑制该信号通路会降低ER-乳腺癌细胞系的肺转移能力。
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