图说 | 上皮-间充质转化

上皮-间充质转化(epithelial-to-mesenchymal transition，EMT)，是指上皮细胞通过特定程序转化为具有间质表型细胞的生物学过程，它是上皮来源的恶性肿瘤细胞获得迁移和侵袭能力的重要生物学过程。了解调控恶性肿瘤细胞发生EMT过程的分子机制，对明确肿瘤的发生，发展，转录及其治疗具有重要作用。

本文对在发育和疾病过程中从上皮形态向间充质形态转变过程中激活的重要调控途径和主要细胞事件进行了阐述。左边的细胞代表上皮状态，而中间描绘转录调控网络调节EMT的过程，右边的细胞表明这些调控网络活动的一些后果，这些网络赋予原来的上皮细胞间质的特征。值得注意的是，文中没有考虑到对EMT的特定细胞类型的调节，而且并不是所有描述的机制都是EMT发生的必由之路。另外，本文也将EMT过程的时间调节纳入考虑范围。

上皮表型

极化上皮细胞的典型特征是紧密连接，粘附连接，桥粒和间隙连接。连接复合物不仅充当极化细胞-细胞接触的介质，而且充当肌动蛋白细胞骨架的锚定点。粘附连接可以额外锚定毛细血管基底微管阵列，并且通过E-钙粘着蛋白-DDR1相互作用也参与集体细胞迁移。肌动蛋白细胞骨架，微管阵列和细胞间连接的组织在可能涉及支架蛋白(IQGP)的机制中紧密协调，但细节仍有待研究。平衡调节RhoA（应激纤维），Cdc42（丝状伪足）和Rac1（层状脂蛋白）的活性可稳定肌动蛋白的细胞骨架并维持上皮表型。上皮细胞可通过例如整合素等被绑定在基底膜上。抑制EMT诱导的转录调节因子（例如，通过microRNA），以及诸如FOXA1 / 2等正作用因子的活性，可确保关键连接蛋白（如E-cadherin）的表达得以维持。GSK3β的抑制也有助于维持上皮表型。

EMT的转录激活

多种细胞外刺激具有诱发EMT的潜力。具有正负作用的信号转导机制的复杂网络在核上汇聚，以下调上皮表型所需的基因，并上调指定间充质特征的基因。GSK3β和NF-κB在协调这些途径中起着核心作用。Snail转录调节子家族的成员，即Snail1和Snail2，已成为关键的调控节点。锌指转录因子Zeb1和Zeb2也对该调节起关键作用。EMT诱导信号促进其表达，调节其稳定性和/或改变其亚细胞位置。

上皮细胞间质特性的丢失和获得

诱导EMT的途径的关键靶标包括粘附的连接成分E-cadherin和β-catenin。除了转录下调和表观遗传关闭外，E-cadherin还可以被蛋白水解并靶向内体进行降解。β-catenin的蛋白体降解会破坏粘附连接的稳定性，而E-cadherin的丢失会增加β-catenin的自由池，然后这些自由池会进入细胞核并调节转录。EMT诱导转录调节以及其他前EMT过程的重要结果是代表极化上皮细胞的连接复合物的丢失。GTPases Cdc42和Rac1的增强激活以及RhoA的抑制有利于板状脂蛋白和丝状伪足的形成，迁移和侵袭。多种机制促进局灶性粘连的组装和周转。发生广泛的细胞骨架重塑，包括从主要的细胞角蛋白转换为富含波形蛋白的中间丝网络。微管蛋白的脱酪氨酸促进微触角的形成。蛋白水解酶的产生与细胞外基质成分的表达增加一起重塑细胞周围的微环境。接受EMT的细胞具有的其他特性包括对细胞凋亡，衰老和治疗的抗性以及干性特性的获得。