腫瘤上皮間質轉化

及其調控因素病理教研室施琳1可編輯課件PPT

上皮細胞是一種有粘聚性的細胞，組成上皮組織，覆蓋在機體表面和多個器官管腔內表面。鱗癌、腺癌、移形上皮癌等上皮來源的惡性腫瘤歸屬此范疇。上皮細胞的特征：細胞之間有緊密連接，細胞與基底膜的附著有極性。具有相對穩定和不可移動性。

2可編輯課件PPT間質細胞是間質及結締組織的主要組成成分，分散存在于細胞外基質中。間質細胞的特征：結構松散，細胞相對沒有極性，3可編輯課件PPT

兩類細胞形態學差異由于各自的基因/蛋白表達差異4可編輯課件PPT上皮-間質轉化(epithelial-mesenchymaltransition,EMT)在胚胎形成和組織修復再生、器官纖維化等方面起著關鍵作用。5可編輯課件PPT6可編輯課件PPT7可編輯課件PPT8可編輯課件PPTEMT概念的提出

1982年,Greenburg等發現晶狀體上皮細胞可在三維膠原凝膠培養中形成偽足并轉化為間質細胞樣形態,首次提出了EMT概念。——Greenburg,etal.JCellBiol,1982,95,333-3399可編輯課件PPT10可編輯課件PPT11可編輯課件PPT目前研究發現EMT是腫瘤轉移的“第一步”，其與腫瘤的發生、發展有關，癌細胞發生EMT后能獲得更強侵襲和轉移能力，還對腫瘤細胞的耐藥性產生影響。12可編輯課件PPT13可編輯課件PPT14可編輯課件PPT15可編輯課件PPT16可編輯課件PPT17可編輯課件PPT18可編輯課件PPT腫瘤EMT現象的實質

具有上皮來源特征性的腫瘤細胞,通過EMT獲得間質細胞樣的高遷移運動、侵襲浸潤能力19可編輯課件PPTEMT現象判定的4個標準第一屆關于EMT的瑞士Boden國際會議提出：細胞極性的喪失出現紡錘形樣等成纖維樣的細胞形態出現板狀/絲狀偽足侵襲運動性增強形態學變化特征20可編輯課件PPT分子標志物變化21可編輯課件PPTE-粘附蛋白（E-cadherin）橫跨細胞膜，其胞外部分使得相鄰的細胞之間緊密相互結合，胞內部分與α-聯蛋白、β-聯蛋白以及α-肌動蛋白形成數種復合物，使得細胞間有著強大的物理性連接，是維持上皮細胞特性的重要分子。表達降低或丟失是EMT最重要的標志性變化。當丟失后，β-聯蛋白轉位到細胞核內，與LEF(一種轉錄因子，淋巴增強結合因子）結合調控轉錄。22可編輯課件PPT23可編輯課件PPTN-鈣粘蛋白（N-cadherin）↑神經細胞粘著分子是脊椎動物中最主要的不依賴于鈣離子的細胞粘連分子，在正常上皮細胞基本無表達或很少有表達

間質細胞來源的骨架蛋白之一，介導成纖維細胞的移動。24可編輯課件PPT波形蛋白（Vimentin）↑

細胞骨架蛋白之一，特異性的分布于間質細胞中，在上皮細胞中不表達，表達異常增多導致細胞骨架蛋白發生變化，使得上皮源性細胞具有成纖維細胞樣特性，更易于遷移游動。25可編輯課件PPT分子標志物變化特征

下調上皮細胞粘附相關分子，上調間質細胞特征相關分子及表達各種ECM相關蛋白。細胞間粘附喪失，破壞基底膜和ECM及細胞骨架的重建導致細胞遷移和運動能力增強。26可編輯課件PPT27可編輯課件PPT28可編輯課件PPT29可編輯課件PPT30可編輯課件PPT31可編輯課件PPT32可編輯課件PPT33可編輯課件PPT34可編輯課件PPT35可編輯課件PPT36可編輯課件PPT37可編輯課件PPT38可編輯課件PPT39可編輯課件PPT40可編輯課件PPT41可編輯課件PPT42可編輯課件PPT43可編輯課件PPT44可編輯課件PPT45可編輯課件PPT46可編輯課件PPT47可編輯課件PPT48可編輯課件PPT49可編輯課件PPT50可編輯課件PPT51可編輯課件PPT52可編輯課件PPT53可編輯課件PPT54可編輯課件PPT55可編輯課件PPT56可編輯課件PPT57可編輯課件PPT58可編輯課件PPTEMT調控因素研究進展microRNA非可控性炎癥腫瘤干細胞腫瘤相關巨噬細胞59可編輯課件PPTMicroRNAs與EMT

MicroRNAs(miRNAs)是近年來發現的一類長度為19-25個核苷酸的非編碼小分子RNA，由具有發夾結構的、約70-90個堿基大小的單鏈RNA前體經過Dicer酶加工生成,具有基因轉錄后調控作用。它主要通過與靶基因mRNA3’非翻譯區(3’untranslationregion,3’UTR)的完全或不完全配對，降解靶基因的mRNA或抑制其翻譯，從而參與調控個體發育、細胞凋亡、增殖及分化等生命活動。近年來，miRNAs已經迅速發展為腫瘤等疾病潛在的重要分子標志物,發揮著類似于癌基因或腫瘤抑制基因的功能。60可編輯課件PPT作用方式與匹配程度有關：①如果miRNA與靶mRNA匹配完全，則該復合體降解mRNA②若兩者序列部分匹配，尤其是miRNA的5’端2-8個被稱為種子序列(seedsequence)的核苷酸與靶mRNA完全匹配，則通過抑制靶mRNA的翻譯來沉默特定基因。61可編輯課件PPT與EMT負相關的microRNA(抑制)microRNA-200c表達在乳腺癌中與E-Cad的表達呈負相關(2007年首次發現),影響胰腺癌多種上皮標記物表達調控EMTmicroRNA-429通過調控EMT,降低卵巢癌的侵襲和轉移microRNA-23b,microRNA-29c,microRNA-203抑制腫瘤EMT62可編輯課件PPT與EMT正相關的microRNA(促進)

microRNA-9能增加EMT中間質來源標記物的表達,下調上皮標記物E-cadmicroRNA-31通過抑制TIAM1增強結腸癌的侵襲和遷移能力microRNA-155參與到TGF-β誘導的EMT中過表達microRNA-194的肝癌細胞系其侵襲性明顯降低

63可編輯課件PPTmicroRNA與耐藥microRNA-200c下調提示卵巢癌患者化療敏感性極低,預后更差,術后生存期短耐藥的乳腺癌患者microRNA-448表達下調64可編輯課件PPT尋找腫瘤EMT相關的microRNA分子65可編輯課件PPT非可控性炎癥與EMT早在1893年,Virchow提出炎癥與腫瘤相聯系的假說（“腫瘤起源于慢性炎癥”）近20年的研究證實慢性炎癥參與腫瘤的啟動、增殖、凋亡、侵襲和轉移66可編輯課件PPT在一般情況下,當致炎因素如感染或組織損傷消除后,炎癥反應隨即終結,之后轉變成為一種高度活躍、精細調控的平衡狀態，這種炎癥稱之為“可控性炎癥”在某些不確定因素的存在下，如持續的或低強度的刺激，靶組織處于長期或過度反應時，炎癥無法從抗感染、組織損傷模式下轉變成為平衡穩定的狀態，導致炎癥反應的持續進行，表現為“非可控性炎癥”狀態。67可編輯課件PPT非可控性炎癥與腫瘤密切相關

腫瘤是永不痊愈的創傷炎癥是腫瘤的十大特征之一

自給自足生長信號（Self-SufficiencyinGrowthSignals）；抗生長信號的不敏感（InsensitivitytoAntigrowthSignals）；抵抗細胞死亡(ResistingCellDeath)；潛力無限的復制能力(LimitlessReplicativePotential)；持續的血管生成(SustainedAngiogenesis)；組織浸潤和轉移(TissueInvasionandMetastasis)；避免免疫摧毀(AvoidingImmuneDestruction)；促進腫瘤的炎癥（TumorPromotionInflammation）；細胞能量異常（DeregulatingCellularEnergetics）；基因組不穩定和突變（GenomeInstabilityandMutation）

68可編輯課件PPT15-20%的腫瘤歸因于慢性感染，Hp感染與胃癌相關，乙型和丙型肝炎病毒引起肝細胞性肝癌，HPV引起宮頸癌，慢性胰腺炎與胰腺癌，炎癥性腸病與直腸癌，前列腺炎與前列腺癌。所有的腫瘤動物模型和人類的腫瘤病灶中常見各種細胞因子，化學因子和炎細胞。誘導腫瘤的啟動，促進腫瘤細胞增殖和腫瘤血管的形成，抵抗腫瘤細胞的衰老及凋亡。69可編輯課件PPT

在非可控炎癥狀態下，炎癥因子TGF-β、TNF-α、IL-1、IL-6持續上調，激活NF-КB和STAT3等信號通路，下調E-cad，誘導間質標記物和MMPs的表達，誘導EMT的發生

NF-КB是炎癥信號通路的分子開關，也是溝通非可控性炎癥與EMT之間的“橋梁”，激活EMT相關的轉錄因子如slug、Twist，Zeb，誘導MMP-2，9的表達，促進基底膜的降解，從而誘導和促進EMT發生70可編輯課件PPT炎癥與EMT：正反饋發生EMT的腫瘤能表達化學因子受體如CCR4、CCR7、CCR9、CCR10、CXCR4及其配體CXCR12，這些化學因子介導腫瘤細胞的粘附、運動以及遠處轉移EMT過程可直接刺激促炎因子的產生，如Snail上調COX-2、IL-2、6、871可編輯課件PPT

非可控性炎癥參與了EMT的啟動和維持，而EMT過程增強腫瘤細胞侵襲和轉移的能力，同時反饋性促進腫瘤微環境形成，以維持非可控性炎癥狀態。72可編輯課件PPT腫瘤干細胞與EMT

EMT不僅賦予腫瘤細胞遷移和侵襲特征，還使腫瘤細胞具有干細胞的特性，促進腫瘤干細胞（cancerstemcells，CSCs）的產生。發生EMT的腫瘤表達干細胞標記物，分離出的干細胞也表達EMT標志物，EMT與CSCs存在直接的聯系。

73可編輯課件PPT74可編輯課件PPT干細胞的特性：無限增殖及天然抗凋亡能力多向分化高端粒酶活性高致瘤性對放化療不敏感干細胞的標記物75可編輯課件PPT76可編輯課件PPTEMT與CSCs聯合促進腫瘤進展結腸癌組織中分離出表達CD44和CD166的腫瘤干細胞腫瘤細胞具有放化療抗性，致瘤性增加，同時Snail表達增加并激活EMT結腸癌模型，侵襲宿主發生EMT的腫瘤細胞具有干細胞樣特性。涉及多個信號傳導通路、蛋白分子和MicroRNA：Wnt/β-cateninHedgehogNotch77可編輯課件PPT腫瘤相關巨噬細胞與EMT腫瘤轉移時患者死亡的主要原因早在1889年,Paget提出腫瘤轉移“種子與土壤”假說:器官微環境（“土壤”）可影響特定腫瘤細胞（“種子”）的種植、侵襲、存活、生長。結腸癌易轉移到肝臟，肺癌易轉移到骨、腎上腺和腦，前列腺癌易轉移到骨。

腫瘤的炎癥微環境是腫瘤的十大特性之一腫瘤相關巨噬細胞是一種微環境的重要組成部分，占到50%EMT是腫瘤發生轉移的第一步TAM促進腫瘤的侵襲和轉移78可編輯課件PPT79可編輯課件PPTTAM來源于骨髓CD34+骨髓干細胞,趨化因子（CCL2、CCL5）、VEGF、TGF-β、集落刺激因子（M-CSF、GM-CSF)募集至腫瘤微環境中，在M-CSF、IL-6、IL-10作用下，單核細胞分化為成熟的巨噬細胞。80可編輯課件PPTTAM與腫瘤的侵襲和轉移TAM分泌TNF-α、IL-6、IL-1β作用于NF-КB、AKT和Wnt信號通路促進EMT;分泌EGF、TGF-1β、VEGF及IL-4活化PI3K-AKT通路，直接下調E-cad、上調Vimentin促進腫瘤細胞表型改變。TAM分泌MMP-2，9和uPA降解基質，為腫瘤細胞的侵襲遷移開辟空間。TAM分泌VEGF、MMP-9、IL-8促進血管新生，為腫瘤細胞轉移