发育和疾病中的上皮间质转化
上皮间质转化PPT课件
病理学系 林琛莅
igene@
EMT的定义
上皮细胞在形态学上发生向间（充）质细
胞表型的转变并获得迁移的能力。
EMT是胚胎发育中的一个基本过程，它使在
特殊部位产生的上皮细胞从上皮组织分离 并迁移到其他位置，是正常发育、伤口愈 合以及恶性上皮肿瘤发生的基础。
活性增加
– ILK – GSK-3ß – Rho
核堆积
– – – – – – ß-catenin Smad-2/3 NF-B Snail1 (Snail) Snail2 (Slug) Twist
转
化
EMT的重要事件
基因表达和蛋白功能的改变引发细胞表型的改变， 分裂停止，细胞骨架重组增强运动能力。
–附着于不同的基底 –具备不同的功能
由整层细胞形状改变引起上皮细胞成片的
移动，如胚胎发育，各胚层细胞的迁移。
间质细胞的特征
结构松散 很少有细胞间的连接 微弱的粘附有利于移动 形成不规则的结构（成分和密度） 外形可塑
间质细胞的特征
缺乏局部专化性 细胞单个的移动 迁移的机理不同
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2019/4/15
EMT 与肿瘤
在肿瘤的恶性演进过程中，EMT使得肿瘤细
胞得以浸润和转移到远处部位。
在各EMT
肿瘤细胞EMT的特征
E-cadherin的减少或丢失。 ZO-1的丢失和重定位。 上调vimentin、-SMA和FN等的表达。 MMPs表达增加，降解基质。
EMT与胚胎发育
单细胞生物、真菌或植物无EMT现象。 早期卵裂形成细胞团，细胞间有桥粒连接，
上皮间质转化的分子标志物
㊃综述㊃D O I :10.3760/c m a .j .i s s n .1673-436X.2012.017.019作者单位:200433同济大学附属上海市肺科医院呼吸内科通信作者:李惠萍,E m a i l :l i w 2013@126.c o m上皮间质转化的分子标志物张霞 李惠萍ʌ摘要ɔ 上皮间质转化(e p i t h e l i a lm e s e n c h y m a l t r a n s i t i o n ,E M T )参与胚胎发生与器官发育㊁组织修复与器官纤维化㊁肿瘤转移等多种生理病理过程,体现了上皮细胞的可塑性㊂用于E M T 过程标识的分子标志物多种多样,主要包括细胞表面标志物㊁细胞支架标志物㊁细胞外基质蛋白和转录因子这四类㊂对其中一些常见分子标志物进行检测,其表达在E M T 过程中或升或降;而明确分子标志物在不同类型E M T 过程中的变化规律,对E M T 相关疾病的研究具有重要意义㊂ʌ关键词ɔ 上皮间质转化;分子标志物;器官纤维化;肿瘤B i o m a r k e r s o f e p i t h e l i a lm e s e n c h y m a l t r a n s i t i o n Z HA N GX i a ,L IH u i -p i n g .D e p a r t m e n t o f R e s p i r a t o r y M e d i c i n e ,t h e S h a n g h a iP u l m o n a r y H o s p i t a l ,T o n g j i U n i v e r s i t y ,S h a n gh a i 200433,C h i n a C o r r e s p o n d i n g a u t h o r :L IH u i -p i n g ,E m a i l :l i w 2013@126.c o m ʌA b s t r a c t ɔ E p i t h e l i a lm e s e n c h y m a l t r a n s i t i o n (E M T ),w h i c he x h i b i tt h e p l a s t i c i t y o fe pi t h e l i a l c e l l s ,p l a y s a ni m p o r t a n tr o l ei n e m b r y o n i c d e v e l o p m e n t ,t i s s u e r e p a i r ,o r g a n f i b r o s i s ,a n d t u m o r m e t a s t a s i s .Av a s t v a r i e t y o f b i o m a r k e r s h a v e b e e nu s e d t od e m o n s t r a t e a l l s u b t y p e s o fE M T ,a n dm a i n l yi n v o l v ec e l l -s u r f a c e m a r k e r s ,c y t o s k e l e t a l m a r k e r s ,e x t r a c e l l u l a r p r o t e i n s ,t r a n s c r i p t i o n f a c t o r s .T o e x a m i n e a f e wo f t h em o r e c o mm o nm a r k e r s ,s o m e o fw h i c h a r e a c q u i r e d a n d s o m e o fw h i c h a r e a t t e n u a t e d d u r i n g t r a n s i t i o n ,a n d t o c l e a r h o wb i o m a r k e r s c h a n g e i n d i f f e r e n t s u b t y pe s of E M Tc a n p r o v i d e a v a l u a b l e t h e r a p e u t i c s t r a t eg y fo r t h e d i s e a s e s .ʌK e y wo r d s ɔ E p i t h e l i a lm e s e n c h y m a l t r a n s i t i o n ;B i o m a r k e r ;O r g a n f i b r o s i s ;T u m o r 上皮间质转化(e p i t h e l i a l m e s e n c h ym a l t r a n s i t i o n ,E MT )参与机体多个生理病理过程,尤其是在肝㊁肺㊁肾等器官纤维化㊁肿瘤侵袭与转移相关的E MT 成为了研究热点㊂体现了上皮细胞的可塑性㊂关于E MT 的研究多数是在某种特定条件刺激下进行的,主要判断依据为形态观察以及细胞标志物的检测,种类繁多而又缺乏可重复的特异性指标㊂那么这些不同条件刺激产生的E MT 之间有何异同,又有何内在联系?是否拥有共同的基础机制呢?想要解答这些问题,了解各型E MT 的分子标志物的变化情况,对于E MT 相关疾病的研究具有重要意义㊂1 E M T 概述E MT 是指上皮细胞通过特定程序向间质细胞转化的生物学过程㊂是由G r e e n b e r g 和H a y 在1982年首先发现的,他们在凝胶中培养的晶状体上皮细胞失去了极性,转变为具有伪足的间质样细胞,从而提出了E MT 的概念㊂随后的研究发现E MT 现象存在于人体多个生理和病理过程中,并依据E MT 的特定发生生物学环境㊁功能的不同及其对机体的不同影响将其大致分为3种类型[1]:Ⅰ型E MT 与胚胎发生㊁器官发育相关,一方面原始上皮细胞转化为间质细胞参与原肠胚形成和神经胚形成,另一方面通过与E MT 相反的间质上皮转化(m e s e n c h y a l e p i t h e l i a l t r a n s i t i o n ,M E T )过程产生次级上皮细胞,实现胚胎形成过程中细胞类型的多样化;Ⅱ型E MT 与创伤愈合㊁组织再生和器官纤维化相关,主要生物学作用是机体对创伤和炎症的应答,通过次级上皮细胞向成纤维细胞转化来修复组织损伤,一旦刺激消失,E MT 过程也随之停止,如果刺激持续存在,这一过程也将持续存在,最终导致器官纤维化;Ⅲ型E MT 与肿瘤侵袭和转移相关,是指与上皮细胞恶性肿瘤相关的表型转化,这类E MT发生于部分恶性肿瘤细胞中,肿瘤上皮细胞通过E MT 获得了很强侵袭和转移能力,随血流转移至不同部位,进一步通过M E T 过程形成上皮细胞的肿瘤转移灶㊂至今对3种类型E MT 的研究中所涉及的分子标志物多种多样㊁有异有同,以下就常见的分子标志物进行综述㊂2E M T分子标志物2.1细胞表面标志物近年来研究发现,E MT过程涉及多种钙黏蛋白表达水平的改变,被称为钙黏蛋白转换㊂E-钙黏蛋白是最经典的上皮细胞标志物,表达于上皮细胞中,在各型E MT过程中表达均下降,且E-钙黏蛋白的丢失可进一步促进E MT的发生[2]㊂N-钙黏蛋白是间质细胞标志物,表达于间质细胞㊁成纤维细胞㊁肿瘤细胞和神经组织中,在E MT过程中表达增加㊂这种钙黏蛋白由E-钙黏蛋白向N-钙黏蛋白的转换现象在胚胎发育与肿瘤进展研究中已经常被用于监测E MT进程[3-4]㊂E MT过程存在上皮细胞的重定位现象,是指上皮细胞从基底膜微环境转移到纤维性细胞外基质(e x t r a c e l l u l a rm a t r i x,E C M)中㊂而整合素对细胞和E C M的黏附起介导作用,E MT过程涉及不同类型整合素表达水平的改变(即整合素转换),通常反映了细胞与E C M相互作用的变化㊂由于整合素广泛表达于上皮细胞和间质细胞中,故其作为广泛的E MT分子标志物的实用性大打折扣㊂实际应用中,多以整合素特殊表达的方式发挥E MT分子标志物功能㊂如在直肠肿瘤中,只有发生了Ⅲ型E MT㊁具转移性表型的肿瘤细胞会高表达整合素β6,而正常上皮细胞和未转移肿瘤细胞均低表达整合素β6,此时整合素β6可以用作Ⅲ型E MT分子标志物㊂在原肠胚形成期间,Ⅰ型E MT与整合素α5β1(纤维连接蛋白受体)的早期表达相关㊂相似地,实验性肾纤维化研究发现Ⅱ型E MT与整合素α5表达上调有关㊂在肿瘤研究中发现,整合素α5可以直接被Z E B2上调表达,促进E MT,增强肿瘤细胞的转移潜[5]㊂以上提示了整合素α5参与3种类型的E MT过程㊂盘状结构域酪氨酸激酶受体-2(d i s c o i d i n d o m a i n r e c e p t o r t y r o s i n e k i n a s e2,D D R2)是另一个E MT标志物,它反映了细胞对E MT相关E C M微环境改变的适应性㊂根据D D R2所连接的胶原类型的不同,可介导基质金属蛋白酶(m a t r i x m e t a l l o p e p t i d a s e,MM P)表达水平和细胞能动性的改变[6]㊂在成熟组织中,D D R2的表达局限于成纤维细胞和血管平滑肌细胞,而D D R2在内皮细胞的早期表达与Ⅱ型E MT过程相关㊂肿瘤细胞中D D R2的表达与肿瘤侵袭能力增强有关,这证明了D D R2可以用于识别Ⅲ型E MT[7]㊂2.2细胞支架标志物成纤维细胞特异性蛋白1(f i b r o b l a s t s p e c i f i c p r o t e i n1,F S P1)属于钙结合蛋白质S100家族,是经典的成纤维细胞标志物,常用于检测Ⅱ型和Ⅲ型E MT过程[8-9]㊂在器官纤维化形成中,大部分发生Ⅱ型E MT的上皮细胞在转化早期即表达F S P1;同时在肝肾纤维化转基因小鼠研究中发现,1/3的F S P1+成纤维细胞是E MT来源的[9]㊂另外,在肿瘤模型中,转移性肿瘤细胞经常表达F S P1,提示F S P1表达参与Ⅲ型E MT分子进程[8]㊂在成熟上皮细胞和肿瘤细胞中,F S P1异常表达自身即具有促进E MT的作用[8-9]㊂对于胚胎发育,小鼠从E8.5开始表达F S P1,这一时期恰好是间质细胞第一次出现之后㊂由于F S P1的表达主要局限于过渡阶段的上皮细胞和成纤维细胞,而在原始间质细胞中不表达,因此F S P1在检测Ⅰ型E MT 方面的作用有限㊂中间丝波形蛋白一直以来是一个备受争议的E MT标志物㊂它表达于多种细胞中,包括成纤维细胞㊁内皮细胞㊁造血细胞和胶质细胞㊂在小鼠胚胎发育中,波形蛋白首先表达于E6.5-E7.0,并被用于原肠胚形成期的Ⅰ型E MT检测㊂但是,成熟的上皮细胞响应多种损害时均一过性表达波形蛋白,因此波形蛋白不能够用于Ⅱ型E MT的定位㊂与之相比,由于波形蛋白表达正相关于肿瘤侵袭性和转移能力,故常用于识别发生Ⅲ型E MT的肿瘤细胞[10]㊂α-平滑肌肌动蛋白(α-s m o o t h m u s c l ea c t i n,α-S MA)是6种肌动蛋白家族之一㊂在发育成熟的个体中,α-S MA显著表达于血管平滑肌细胞和肌性上皮细胞中㊂而在胚胎发育期,心内膜垫发育相关E MT是以α-S MA早期表达为标志的㊂器官纤维化相关的Ⅱ型E MT,同样有时与表达α-S MA的肌性成纤维细胞有关㊂虽然有部分同时表达α-S MA 和F S P1的细胞被公认为是肌性成纤维细胞,但是仍有大部分细胞仅仅表达α-S MA且与E MT来源的成纤维细胞大大不同㊂在肿瘤研究中,与α-S MA 相关的Ⅲ型E MT的证据局限于乳腺癌中,其中大量检测到α-S MA表达的是基层表型乳腺癌[11]㊂β连环素是一种细胞质斑蛋白,在E MT过程中扮演了双重角色:一方面它连接钙黏素到细胞支架上,另一方面它作为T细胞因子(T C F)/L E F的共转录激活剂参与调节E MT[12]㊂β连环素活化主要受细胞质中β连环素水平的调节,而β连环素与钙黏素结合或者泛素化降解均会影响其细胞质中水平[13]㊂在正常上皮细胞和未转移肿瘤细胞中,β连环素位于细胞膜上;而发生E MT的细胞中,β连环素定位于细胞质中(与E-钙黏蛋白分离的结果)或者细胞核中(发挥其转录激活剂作用)㊂β连环素已作为E MT标志物被广泛用于胚胎发育㊁肿瘤和器官纤维化等多项研究中[10]㊂2.3细胞外基质蛋白纤维连接蛋白是一种高分子糖蛋白,是纤维性E C M的支架㊂由于它是E C M 形成过程中最早出现的分子之一,故常被用于检测原肠胚形成㊁腭融合㊁神经胚形成时期的Ⅰ型E MT㊂尽管纤维连接蛋白是组织纤维化相关纤维性E C M 和肿瘤相关促结缔组织增生性间质的不可分割的组成部分,其作为Ⅱ型和Ⅲ型E MT标志物的实用性却有限,其中一部分原因是因为纤维连接蛋白可以由多种细胞产生,包括成纤维细胞㊁单核细胞㊁上皮细胞等㊂但是体外实验发现Ⅱ型和Ⅲ型E MT均与纤维连接蛋白高表达有关㊂Ⅳ型胶原㊁层连蛋白㊁巢蛋白㊁硫酸蛋白多糖等基底膜主要组成成分在E MT过程中表达均降低,其中层连蛋白是最稳定的E MT标志物㊂而关于E MT的研究大部分集中在层连蛋白1(α1β1γ1)上,它在着床前胚胎早期发育期即开始存在,而其丢失标志着Ⅰ型E MT的发生[14]㊂体外实验发现Ⅰ型和Ⅱ型E MT与层连蛋白1的表达下调有关;体内实验亦证明Ⅰ型和Ⅱ型E MT与层连蛋白1的破坏㊁丢失有关[11]㊂与之相比,层连蛋白5(α3β3γ2)表达上调与Ⅱ型㊁Ⅲ型E MT相关㊂有研究发现层连蛋白5非连续黏连方式与转移性肿瘤相关;在肺癌[15]㊁导管型乳腺癌[16]㊁口腔鳞状细胞癌[17]中均发现Ⅲ型E MT与层连蛋白5的表达相关㊂相似地,层连蛋白5参与构成了特发性肺纤维化患者纤维性E C M[18]㊂而层连蛋白5与Ⅰ型E MT的关系至今未有报道㊂2.4转录因子 S n a i l是最广为人知的E-钙黏蛋白抑制基因,但是它也通过其他方式参与调控E MT 过程,比如增强间质细胞/成纤维细胞标志物表达(纤维连接蛋白㊁玻连蛋白),减弱多种上皮细胞标志物表达(紧密连接蛋白㊁封闭蛋白㊁细胞角蛋白),通过抑制细胞周期蛋白D㊁周期素依赖性激酶4而抑制细胞增殖,增强MM P的表达,通过抑制凋亡蛋白酶㊁D N A片段化因子㊁b c l相关死亡激动剂的表达对细胞死亡起到保护作用㊂S n a i l转录活性调节是通过控制其亚细胞定位来实现的,即S n a i l磷酸化后会从细胞核向细胞质输出,从而丢失了其作为转录因子的功能㊂S n a i l信号通路参与介导损伤修复所致肺泡上皮Ⅱ型E MT过程[19]㊂在人肾组织活检中发现纤维化的发生与S n a i l1高表达相关,激活三苯氧胺诱导的S n a i l1转基因小鼠表达S n a i l基因,会诱发Ⅱ型E MT并最终导致肾纤维化㊂T w i s t是一个碱性螺旋-环-螺旋蛋白,在细胞谱系决定和细胞分化时激活转录㊂在早期胚胎形成[20]㊁组织纤维化发生[21]㊁肿瘤形成与转移[22]时表达上调㊂在转移性肿瘤细胞发生Ⅲ型E MT的过程中,T w i s t可不依赖S n a i l单独发挥抑制E-钙黏蛋白表达而增强纤维连接蛋白和N-钙黏蛋白表达的作用㊂叉头框蛋白C2(F o r k h e a db o xC2,F O X C2)是另一种具有多效E MT诱导作用的转录因子㊂在胚胎发育中,F O X C2表达广泛,参与血管生成㊁肌肉生成和心㊁肾㊁泌尿道器官形成[23]㊂研究发现F O X C2也表达于导管型乳腺癌和转移性乳腺癌细胞系,而过表达T G F-β1㊁S n a i l㊁T w i s t或G o o s e c o i d等任何一种E MT诱导剂,均会增加F O X C2的表达,过表达F O X C2同样可以诱导E MT发生,这提示了F O X C2在Ⅲ型E MT中发挥重要作用㊂至于F O X C2在胚胎发育相关E MT和组织纤维化相关E MT中的作用至今未有报道㊂3肺纤维化中的E M T分子标志物E MT在肺部疾病中作用的研究早期主要集中在肺癌相关E MT的研究,而近年来2型E MT参与肺纤维化过程的研究成为了热点㊂大量研究证明, E MT通过促进上皮细胞向成纤维细胞分化,参与成纤维细胞/肌成纤维细胞灶的构成,参与肺纤维化过程㊂E MT分子标志物同样是肺纤维化过程中E MT的主要检测手段㊂尤其在体内实验中,由于炎症及修复过程会破坏多种分子标志物,对E MT 的检测更为困难㊂在此介绍体内实验中判定E MT 存在的主要标准:①使用上皮细胞报告基因对新生成纤维细胞进行示踪检测[24];②邻近破损基底膜的上皮细胞表达F S P1蛋白;③部分F S P1+上皮细胞Ⅰ型胶原蛋白表达量增加;④E-钙黏蛋白㊁角蛋白㊁Z O-1丢失⑤晚期可见α-S MA表达增加㊂4展望多种分子标志物在三型E MT中表现出相同的变化规律,包括细胞表面蛋白㊁细胞骨架蛋白㊁细胞外基质蛋白㊁转录因子的改变㊂这提示了三型E MT 过程可能拥有一个共同的基础机制,为E MT机制研究及E MT过程相关器官纤维化㊁肿瘤转移等疾病研究提供了更多途径和手段㊂。
细胞与上皮间质转化与人类恶性肿瘤的关系研究
细胞与上皮间质转化与人类恶性肿瘤的关系研究细胞与上皮间质转化（epithelial-mesenchymal transition, EMT）是一种生物学现象，即上皮细胞从极性状态转化为间充质状态的过程。
在这个过程中，上皮细胞失去了它们的细胞极性和上皮标记，同时获得了间充质标记，如细胞骨架蛋白和胶原蛋白等。
EMT在许多生物学进程中都扮演着重要角色，包括胚胎发育、组织重塑和癌症转移。
EMT与癌症的转移和侵袭有着密切的联系。
在恶性肿瘤中，肿瘤细胞通过EMT获得了反应能力，在遇到刺激时，会进一步转化为间充质细胞。
这些间充质细胞与周围的组织相互作用，通过不同技术产生一系列生化反应并不断膨胀。
这些细胞会侵入相邻的组织、进入淋巴系统和血管，从而抵达身体的其他部分。
有研究表明，有70％至90％的癌症死亡是由于癌细胞的转移而导致的，因此，防止癌转移是治疗癌症的关键。
近年来，EMT-AKT/tumor suppressor和E-cadherin-β-catenin等分子途径的研究有所增加。
在恶性肿瘤中，E-cadherin-β-catenin途径是最常见的EMT途径。
他们调节细胞膜相关的蛋白质，包括E-cadherin、N-cadherin、fibronectin等，以及细胞内的信号分子，如β-catenin、SLUG和SNAIL等。
这些信号通路不仅被用于EMT 的研究，还可以作为靶向治疗癌症的潜在靶标。
此外，在恶性肿瘤的ETM过程中，微小RNA (miRNA）也发挥着重要作用。
miRNA是一类可产生极小单链RNA的非编码RNA。
在癌症的E-mT过程中，活体器中止miRNA的正常功能可能导致癌细胞间的转移。
许多研究都表明，特殊的微型清除磪(autophagy)下调EMT的发展。
在特殊的细胞环节中，特定的microRNA会下调EMT的转移并且在可逆的carcinogenic转移阶段中有着潜在的重要作用。
总的来说，EMT是肿瘤转移和侵袭中一个至关重要的过程。
E M T 即上皮间质转化背景
E M T 即上皮间质转化,是指上皮细胞在特定的生理和病理情况下向间充质细胞转分化的现象, 这一概念是Greenber和Hay在1982年提出的, 他们发现晶状体上皮细胞在胶原凝胶中可以形成伪足, 转变为间质细胞样形态。
其后陆续有报道很多物种的原肠胚形成、神经嵴细胞迁移形成神经管, 心瓣膜、颅面结构以及肌肉骨骼系统的形成都有赖于E M T。
在各类细胞中, E M T现象与肿瘤的浸润转移密切相关。
发生E M T的上皮细胞在经历了短暂的结构改变后,极性丧失, 与周围细胞和基质的接触减少, 细胞的迁移和运动能力增强, 同时细胞表型发生改变, 上皮表型, 如角蛋白丝、 E 钙粘素逐渐丧失, 而获得了间质表型, 如波形蛋白、纤维连接蛋白、N 钙粘素、α-S M A的表达等。
在实体瘤中, 肿瘤中央的细胞呈现上皮表型, 而周围的细胞常分散呈现间质细胞表型, 这些细胞有较强的运动能力, 可浸润和转移。
一旦这些细胞转移到淋巴结则重新呈现上皮表型。
即所谓的上皮间充质转化和间充质上皮转化Wnt 信号具有重要的生理功能，在早期的胚胎生长发育过程中，Wnt信号通路是脑和神经系统形成的必要因素。
同时，Wnt信号与干细胞自我更新和分化调控也密切相关，Wnt信号通路对于造血干细胞的自我更新有着重要意义，还维持小肠组织的稳定性，调节骨密度以及脂肪细胞的分化。
然而，Wnt信号转导途径的失调与多种已知的高发性癌变有关。
根据Wnt 蛋白转导信号的方式不同，Wnt 信号转导可以分为经典Wnt信号通路和非经典的。
经典Wnt通路通过核内β链接蛋白( β-catenin) 的累积，激活Wnt 相关靶基因，这条通路中的成分( β-catenin，Axin) 活化过度或者失调可引起肿瘤的形成;非经典通路又主要分为两条:(1) Wnt /Ca2 + 通路由Wnt5A 和Wnt11 激活，通过钙调蛋白依赖的激酶Ⅱ( CamkⅡ) 、钙调蛋白敏感的蛋白磷酸酶(Calcn) 和T 细胞核因子NF-AT 的作用，引起细胞内Ca2 + 增加并激活蛋白激酶C ( PKC ) ，调节肿瘤细胞之间的黏附。
肺纤维化的发病机制与药物治疗策略
肺纤维化的发病机制与药物治疗策略肺纤维化是一种常见的慢性肺部疾病，其病理特征是肺组织中纤维化成分增加，导致肺功能受损。
本文将通过探讨肺纤维化的发病机制以及药物治疗策略来深入了解这一疾病。
一、肺纤维化的发病机制1. 上皮间质转化（EMT）上皮间质转化是肺纤维化发展过程中的重要环节。
在正常情况下，上皮细胞与间质细胞之间有明确的界限和功能区分。
但是在某些因素的作用下，上皮细胞可转变为间质样细胞，并开始产生基质蛋白，从而促进纤维组织形成。
2. 炎症反应慢性炎症反应也是导致肺纤维化的重要机制之一。
各种刺激因素引起的持久性或复发性炎症反应会诱导多种造花因子和趋化因子的释放，进而激活免疫细胞和产生大量氧自由基，最终导致肺组织纤维化。
3. 实质成分沉积慢性肺部感染、过敏反应和其他长期刺激可引起机体对实质成分进行过度反应。
这些实质成分的异常沉积会诱导和加剧纤维化反应，从而导致肺纤维化的发生。
二、药物治疗策略1. 抗炎治疗由于炎症反应在肺纤维化发展中起着重要作用，因此抑制炎症可能是治疗该疾病的关键。
常用的抗炎药物包括皮质类固醇和非甾体消炎药（NSAIDs）。
皮质类固醇可以通过抑制免疫反应和减少氧自由基产生来减轻纤维化程度。
NSAIDs则可以缓解慢性肺部压力，从而降低了组织损伤的风险。
2. 抗纤维化治疗针对肺纤维化发展过程中的上皮间质转化和基质蛋白生成等环节，可以采用抗纤维化药物进行治疗。
例如，胰岛素样生长因子（IGF）在上皮间质转化中起到重要作用，抑制其信号通路或合成可以降低肺纤维化程度。
此外，血管紧张素Ⅱ拮抗剂等药物也可阻断纤维组织形成。
3. 免疫调节治疗免疫系统失调也是肺纤维化的一个重要机制。
通过调节免疫功能可控制慢性肺部炎症反应，并减轻相关组织损伤。
常见的免疫调节治疗包括免疫抑制剂和免疫增强剂。
4. 支持性治疗肺纤维化患者往往伴随着呼吸困难、咳嗽和氧合不足等严重症状。
因此，支持性治疗也是不可或缺的一部分。
针对不同的临床表现，可以选用呼吸道扩张剂、镇静剂或氧气供应等方法来改善患者的生活质量。
上皮间充质转化
导致EMT发生的诱因
• 细胞骨架； • 细胞所处的环境，如氧自由基的存在； • 各种细胞因子，如TGF,EGF,IGF(insulin-like growth fector)2,IL-1等；
EMT发生的细胞信号通路
EMT参与哮喘气道重塑
• 气道重塑是哮喘发病的基本机制之一； • 在气道重塑过程中，纤维母细胞的来源尚未研究 清楚； • 研究表明，过敏原接触气道上皮细胞，可引起气 道上皮细胞发生EMT,导致纤维母细胞产生，参与 气道重塑。
EMT 分类
• Type I EMT • Type II EMT • Type III EMT
Type I EMT
• 发生于胚胎发育过程中； • 指的是由原始的上皮组织转化为间叶组织的过程； • 参与中胚层和神经嵴的形成； （ mesenchymal to epithelial ）同时存在，参与 器官三维结构的构建。
Type Ⅲ EMT
• 发生于上皮组织恶性肿瘤的发展过程中； • 与癌细胞获得侵袭能力有关，在癌细胞穿过基底 膜、进入血液循环和定植等过程中发挥作用； • 研究表明，多种EMT标志物如α-SMA、FSP-1等的 表达与癌细胞的迁移能力呈正相关。 • 参与肺癌、乳腺癌等上皮组织恶性肿瘤的转移
Type Ⅱ EMT
当组织遭受长期慢性损伤时typeemt持续存在产生大量的成纤维细胞成纤维细胞分泌大量胶原蛋白导致组织器官纤维化
上皮-间质细胞转化的分子机制及其在肿瘤转移中的作用
上皮-间质细胞转化的分子机制及其在肿瘤转移中的作用上皮细胞间质转化(epithelial-mesenchymal transition，EMT)是具有极性的上皮细胞转换成为具有移行能力的间质细胞并获得侵袭和迁移能力的过程，它存在于人体多个生理和病理过程中。
上皮-间质转化(EMT)在恶性肿瘤的侵袭转移过程中起着关键的作用，研究EMT的始发因素及其下游通路在肿瘤生长、侵袭、转移中的作用，阻断这一机制的发生发展，对恶性肿瘤的侵袭转移前的早期诊断、早期治疗有着非常重要的意义。
标签：上皮-间质转化(EMT)；肿瘤侵袭；肿瘤转移；分子机制EMT在医学中是一类生理组织变化状况，其一般是上皮细胞在特殊的情况下发生向间质细胞转化的形式，这种转化最大的特点在于失去上皮细胞表型、获得间质细胞特性等。
从医学发展历史看，对于EMT的研究发现最早在发育生物学中，研究人员通过细胞实验总结出了相关的结论。
经过长期实验发现，EMT 对恶性肿瘤侵袭、转移、变化的影响较大，针对这一点，本文主要研究了EMT 的发生机制以及其在肿瘤侵袭转移中的相关影响。
1EMT的概念在生物学研究工作深入开展的同时，人们对于各种生物学理念的认识更加充分。
1982年，Garry Greenburg［1］和Hay等［2］通过体外细胞实验获得了巨大的收获，发现晶状体上皮细胞在胶原凝胶中产生成伪足而出现出间质细胞的状态，EMT概念由此被提出来。
若上皮细胞产生EMT之后，形态上由立方形上皮细胞则转化为梭形的间充质细胞的形态。
同时，还观察到上皮细胞标志物的表达下调或者缺失，包括：E-钙黏蛋白(E-Cad)、黏蛋白、角蛋白、桥粒斑蛋白等；间质细胞标记物的表达上调，包括：波形蛋白、N-钙黏蛋白、纤连蛋白、表达上调。
2EMT的形成及肿瘤转移导致EMT产生的因素是多个方面的，其包括：蛋白分子、转录调节因子、MicroRNA等方面的变化。
这些都会给患者的身体组织造成不利影响，容易使得肿瘤细胞被袭击而出现转移，由此增加了医生治疗的难度。
EMT上皮间质转化 PPT课件
EMT促进肿瘤的机制
EMT促进肿瘤细胞的浸润和迁移 EMT促进肿瘤的转移 EMT使细胞逃逸凋亡（HGF, EGF, FGF,
TGF-ß）
TGF- and Chick Heart
NBT II 细胞和鼠原肠胚形成的 EMT signal pathway
Sarcomas and Carcinomas
– 附着于不同的基底 – 具备不同的功能
由整层细胞形状改变引起上皮细胞成片的 移动，如胚胎发育，各胚层细胞的迁移。
间质细胞的特征
结构松散 很少有细胞间的连接 微弱的粘附有利于移动 形成不规则的结构（成分和密度） 外形可塑
间质细胞的特征
缺乏局部专化性 细胞单个的移动 迁移的机理不同
– 外胚层 – 中胚层 – 内胚层 这个过程称为原肠胚形成
原肠胚形成
分两个阶段
– 上皮层卷曲形成原始消化管 – 基底的一小部分细胞变松散，从基底膜脱离，
爬行进入囊胚腔
脊索动物的神经胚形成
组பைடு நூலகம்中的EMT
Epithelium I induces an EMT process in epithelium II (black arrows) through the secretion of inducers (purple dots). The epithelium II-derived mesenchymal population (green) is recruited by epithelium I (green-toblue-graded arrows) and differentiates (blue cells) according to the molecular information arising from the inducing tissue (red dots).
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定位，而且它的主要作用是诱导间质细胞表型。
在许多细胞中，Ｅ钙粘蛋白抑制子通过调节许多基因 的表达，抑制上皮细胞表型而促进间质细胞表型，从而发
挥了EMT的诱导者作用。
此外，它们抑制了上皮细胞极性和细胞分裂而促进了 细胞的存活。因此，除了作为Ｅ-钙粘蛋白表达的抑制子 之外，它们也是上皮细胞表型以及细胞粘附和运动的调节 者。
肠胚,并将决定其各器官原基,它是通过空间和时间方面的 紧密结合,复杂的形态发生运动而完成的。 原肠胚形成是指形成三胚层（内胚层、中胚层和外胚 层）的形态发生过程，它也用于描叙在EMT之前或之后的 单个胚层的形态发生过程。
三 发育中的EMT
（1）无脊椎动物的原肠胚形成 ①海胆胚胎原肠胚形成 Ⅰ.海胆胚胎原肠胚形成示意图
2、蛋白酶
一些蛋白酶可以诱导EMT。例如，MMP3通过增加
细胞内的活性氧诱导了EMT，反过来EMT诱导了Snail1 的表达。在结肠癌细胞系中，Zeb转录以及E钙粘蛋白 下调之后，跨膜丝氨酸蛋白酶TMPRSS4也诱导了 EMT，进而促进了转移。
3、新的EMT诱导者
最近研究表明，一些细胞内分子和外来因子也可以作 为EMT的诱导者。例如，酪氨酸磷酸酶Pez和PRL3都能 诱导EMT。在MDCK中，TGFβ诱导了Pez，Pez诱导了 Snail和Zeb，进而诱导了EMT；Pez也诱导了TGFβ，从而
胞因子的激活有关。因此，Snail和EMT不仅通过增强侵
袭，而且通过多种免疫抑制机制来促进癌症转移。 炎症诱导了NF-κ B，进而增加了EMT诱导者（尤其是 Snail）的表达，从而诱导了EMT。炎症也与癌症的发展和 纤维化相关，最近研究证明炎症诱导的EMT对这种联系是 非常重要的。
五 EMT与癌症
间接抑制Ｅ钙粘蛋白的转录： Twist，Goosecoid和Foxc2
Snail通过与E-钙粘蛋白启动子区的E-盒结合，下调 E-钙粘蛋白的表达。 作为多效蛋白，Snail因子可能需要与其它蛋白相互协
作以调控转录。例如，在TGFβ诱导的EMT中，Snail可以
与Smad蛋白结合形成复合物，发挥辅阻遏物的作用，从 而抑制上皮钙粘蛋白的表达。
五 EMT与癌症
（四）EMT赋予干细胞特征
最近研究表明，经历EMT的细胞获得了干细胞特征。
正常干细胞和癌干细胞都表现出间质细胞表型，间质细胞 表型使它们保持干细胞状态，迁移特性以及应答扩增和分 化中不同的刺激信号。在Snail或Twist的表达或者TGFβ存 在的情况下，永生化人乳腺上皮细胞经历EMT表现出间质
虽然在诱导EMT过程中经常发现Snail参与基因调控，
但是其效应可能具有细胞依赖性。例如，Snail的激活通 常可以激活Zeb，但是在一些不表达Snail的肿瘤中,也可 以表达Zeb。
KFL８因子通过与E-钙粘蛋白启动子区的GC-盒
直接结合，诱导了EMT和肿瘤的侵袭。 Twist和Goosecoid也间接下调了E-钙粘蛋白的表达。 位于Twist，Snail和Goosecoid下游的Foxc2不影响 E-钙粘蛋白的表达，但是它促进了E钙粘蛋白的细胞质
在EMT过程中表达上调的因子主要包括间质细胞标志 物如纤维连接蛋白、波形蛋白、神经钙粘蛋白等，以及 诱导EMT的细胞因子和转录调节因子如snail，E47等，
还有对诱导EMT有辅助作用的MMP-2，MMP-9等。
在EMT过程中表达下调的因子主要包括上皮细胞的标 志物如上皮钙粘蛋白，桥板蛋白，紧密连接蛋白，细胞 角蛋白等。
三 发育中的EMT
Ⅱ.海胆胚胎原肠胚形成基因调控网络
三 发育中的EMT
②果蝇胚胎原肠胚形成 Ⅰ.果蝇胚胎原肠胚形成示意图
三 发育中的EMT
Ⅱ.果蝇胚胎原肠胚形成基因调控网络
三 发育中的EMT
（2）脊椎动物的原肠胚形成
三 发育中的EMT
（一）初级EMT
2、神经嵴
神经嵴(neural crest，NC)是脊椎动物胚胎发育早期
EMT目前被认为是肾脏 纤维化的主要因素，它导致 肾脏间质成纤维肌细胞的增生， 最终导致肾小管的纤维化。 在肾纤维化过程中，BMP-7和
TGFβ是两种主要的调节因子，
而且在病人的纤维化组织中
发现了高水平的TGFβ。
（二）癌症的发展
EMT虽然在体外癌细胞模型中得到了证明，但是由 于缺少EMT和癌症发展相关性的临床证据，因此，EMT 在癌症发展中的作用以及它与癌症发展的关系仍旧存在着 争议。最近的研究表明，在结肠癌中，侵袭前端发生了
发育和疾病中的上皮间质转化
一 EMT及其特征
二 EMT诱导者及其相关的信号通路 三 发育中的EMT
四 疾病中的EMT
五 EMT与癌症
一 EMT及其特征
EMT（epithelial-mesenchymal transition）即上皮间 质转化描述的是上皮细胞在与周围间质的相互作用过程中 逐渐获得了某些间质细胞所特有的性状的现象。 上皮间质转化不仅存在于多细胞生物的胚胎发生过程 中，同时也存在于多种慢性疾病（如肾纤维化）的发病以 及肿瘤的发展过程中。目前，研究EMT在肿瘤发生及其
一 EMT及其特征
二 EMT诱导者及其相关的信号通路 三 发育中的EMT
四 疾病中的EMT
五 EMT与癌症
二 EMT诱导者及其相关的信号通路
（一）EMT诱导者
1、Ｅ钙粘蛋白抑制子
依据对Ｅ钙粘蛋白启动子的作用，我们把E钙粘 白白蛋白抑制子分为两类： 直接结合到Ｅ钙粘蛋白启动子上并且抑制它的活性：
方法Snail，Zeb，E47和KLF8
上皮间质转化是可逆的。EMT和MET若干次的转变对于
特定细胞的分化和内部器官复杂三维结构的形成是必要的， 把这些连续的转变称为初级EMT，次级EMT和三级EMT。
三 发育中的EMT
三 发育中的EMT
（一）初级EMT
1、原肠胚的形成
原肠胚是胚胎发育中一个极为重要的时期,胚胎从囊
胚未分化的分裂球发育成为具有内、中、外三个胚层的原
也起了重要作用。小分子GTP酶在建立神经嵴EMT转录因 子自我调控网络中发挥了主要作用。
三 发育中的EMT
（二）次级EMT
细胞通过初级EMT分化成不同类型的细胞。在原肠胚
形成之后，中胚层细胞再分成轴中胚层，轴旁中胚层，中
间中胚层和侧中胚层，这些细胞群通过MET分别形成不同 的临时上皮结构，即：脊索，体节，泌尿生殖系统前体以
它们的表达，从而增强了Zeb1维持间质细胞表型的能力。
一 EMT及其特征
二 EMT诱导者及其相关的信号通路 三 发育中的EMT
四 疾病中的EMT
五 EMT与癌症
三 发育中的EMT
在胚胎发育过程中，许多组织建构过程都观察到了 EMT,包括中胚层的形成，神经嵴发育，心瓣膜发育以及 次生腭的形成等。
三 发育中的EMT
在小鸡胚胎中，钙粘蛋白6B也可以调节神经嵴细胞的 迁移。神经嵴细胞从神经管的分离涉及钙粘蛋白6B的下调，
研究表明，钙粘蛋白6B的敲除导致了神经嵴细胞的过早迁
移，而钙粘蛋白6B的超表达阻止了神经嵴细胞的迁移。钙 粘蛋白6B下调的准确时间直接受到Snail2的调控。
除了钙粘蛋白之外，小分子GTP酶在神经嵴的EMT中
蛋白6B的下调以及Ⅱ型钙粘蛋白(如钙粘蛋白7和11)的表
达，例如，少量的Ⅱ型钙粘蛋白使得嵴细胞脱离神经管。 在小鸡胚胎中，神经嵴细胞从神经管分离涉及
ADAM10蛋白酶介导的N-钙粘蛋白的分解，然后N-钙粘
蛋白的胞质部分与β -连环蛋白一起转运到核内活化周期 蛋白D1并且促使神经嵴细胞离开了G1期，进而使细胞 迁移。
药性。Snail通过对抗P53介导的凋亡，也赋予了对紫杉醇，
阿霉素和辐射的抗性。miR-200c超表达（EMT的负调节子） 恢复了化疗的敏感性。
五 EMT与癌症
（三）免疫监督，免疫抑制和炎症
肿瘤通过诱导耐受性或者修饰它们的表型可以逃脱 免疫监督。事实上，借助EMT一些肿瘤确实逃脱了免疫 监督。 Snail表达与乳腺癌的复发有关，而且与免疫抑制细
一个暂时性结构，位于神经管背侧，是具有迁移特点和多
向分化潜能的细胞群。 神经嵴细胞经历EMT并且脱离神经管，然后再分化成 不同结构，包括颅骨，外周神经系统，内分泌细胞和黑素 细胞。
三 发育中的EMT
（1）神经嵴的形成过程
三 发育中的EMT
（2）神经嵴细胞的迁移 在神经嵴细胞的EMT中，钙粘蛋白发挥了重要作用。 神经嵴细胞从神经管分离的过程涉及N-钙粘蛋白和钙粘
四 疾病中的EMT
五 EMT与癌症
四 、疾病中的EMT
（一）器官纤维化
纤维化由于成纤维细胞的病理性激活所致，即成纤
维细胞转变为成纤维肌细胞，成纤维肌细胞积累并分泌 过多的胶原，这些胶原被当作纤维储存形成纤维化胶原 网络，从而破坏了器官功能并且导致了器官的变性。研究 表明，这些成纤维肌细胞是通过EMT形成的。
最近研究表明，microRNA也可以通过控制EMT诱导者
调节EMT。
miRNA-200家族(包括miR-200a、miR-200b、miR200c、miR-141和miR-429)和miR-205共同调节E-钙粘蛋 白转录抑制因子Zeb1，这些miRNAs表达下降可上调 Zeb1(与EMT和肿瘤的转移密切相关)，抑制E-钙粘蛋白表 达，诱发EMT。相反，这些miRNAs过表达可逆转EMT，诱 发间质上皮转化(MET)。 Zeb1可以结合到miR-200c和miR-141的启动子上抑制
细胞表型。另外，Zeb1也能够赋予干的过程中，提出了一个问题，这些 肿瘤起始细胞是不是癌干细胞？小鼠上皮肿瘤发生模型和 来自病人的原始资料直接支持了癌干细胞的存在。然而， 一些研究表明，肿瘤不是必须由癌干细胞起始，而且大部 分单个人黑色素瘤细胞可以有效形成肿瘤。
五 EMT与癌症
（一）细胞死亡和衰老的