研究胶质母细胞瘤中上皮间质样转化

胶质母细胞瘤（glioblastoma，GBM）是人类最常见的原发性恶性中枢神经系统肿瘤，也是侵袭能力最强的胶质瘤。GBM的恶性进展和复发是其难以治愈的根本原因。目前，GBM尚无有效的治疗方法，标准治疗包括最大安全范围手术切除或诊断性活检，再行放化疗辅助治疗。然而，大多数患者将在1~2年内死亡。上皮-间质样转化（EMT-like）是一个上皮特性受损而间质特性增强的过程，在恶性胶质瘤侵袭和迁移过程中发挥着重要作用。因此，探索上皮间质样转化在GBM侵袭迁移中的作用机制对于制定新的有效的治疗策略具有重要意义。

1.GBM及GICs概述

胶质瘤起始细胞（gliomainitiatingcells，GICs）或胶质瘤干细胞（gliomastemcells，GSCs）的发现是胶质瘤研究的一个重要事件，深刻影响了我们对GBM发生模式、肿瘤不均一性、肿瘤细胞与微环境关系以及治疗策略的研究。胶质瘤干细胞又称胶质瘤起始细胞（gliomainitiatingcells，GICs），是一种具有自我更新及无限分化潜能的肿瘤细胞，同时具有高度的侵袭迁移能力及致瘤性。GSCs通过自我更新和无限增殖维持着肿瘤细胞群的生命力；而运动和迁移能力又使肿瘤细胞的播散成为可能。GSCs也可以长时间处于休眠状态并具有多种耐药分子而对杀伤肿瘤细胞的外界理化因素不敏感，是肿瘤进展和复发过程中的“主角”。

恶性胶质瘤干细胞与肿瘤组织病理及微环境关系密切。恶性胶质瘤（malignantglioma，MG）的组织学表现形式为：肿瘤细胞高度间变、有丝分裂活跃，血管增殖和（或）坏死，肿瘤细胞呈假栅栏样围绕坏死区并簇集在肿瘤微血管周围，并向周围白质浸润。既往研究表明，GSCs也集中存在于肿瘤坏死区周边、微血管周边和肿瘤边缘发生侵袭的部位，分别称为缺氧区微环境、血管旁微环境和侵袭性微环境。GSCs的上述微环境分布特点提示其与MG的生物学行为关系密切，干性表型和功能状态可由所处的微环境动态塑造。

美国癌症基因组图谱计划（thecancergenomeatlas，TCGA）基于大样本胶质瘤基因表达、DNA甲基化模式、信号通路活性等生物信息学分析及治疗反应和生存期，将GBM分为经典型（classical）、间质型（mesenchymal）、神经型（neural）和前神经型（preneural）。深入研究发现，这四种亚型的GBM并非是排他性独立存在。同一患者GBM瘤内不同微环境中分布着不同亚型表型的GSCs，如微血管周围主要分布前神经亚型GSCs，而缺氧区则主要分布着间质亚型GSCs，而不同表型GSCs的优势比例在不同GBM标本中也有所不同。利用单细胞RNA和基因组测序分析证明，GSCs转录谱也具有多样性，进一步提示其分子遗传背景的复杂和不均一性。

2.EMT及EMT-like概述

在20世纪60年代后期，Hay等第一次正式提出EMT这一概念，展示了EMT在正常胚胎形成中的重要性，即在原肠胚形成期间上皮来源的细胞从胚胎的表面进入胚胎内部，形成中胚层。在20世纪80年代，Greenburg和Hay描述了成人和胚胎上皮细胞表型中的EMT。自20世纪90年代起，越来越多的证据表明EMT也与肿瘤的进展密切相关。

GBM中的EMT近些年才逐渐被人们所重视。然而，GBM进展期间发生的并非是完全的EMT，而是类似上皮-间质转化的转变过程，称之为上皮间质样转化（EMT-like）。它是指一种上皮表型较少并且更加偏向于间质表型的状态过程，主要表现为上皮标志物如E-钙黏蛋白（E-cadherin）和紧密连接蛋白1（ZO-1）的表达下调并诱导间质标记物如N-钙黏蛋白（N-cadherin）、纤连蛋白（Fibronectin，FN）、波形蛋白（Vimentin）和锌指E盒结合蛋白1（ZEB1）的升高；从而导致细胞间粘附能力的减弱及细胞极性丧失，最终增强了肿瘤的侵袭和迁移能力。因此理解GBM进展期间EMT的分子调控机制将变得更加重要。下文重点从EMT主要信号通路及转录因子、miRNA、肿瘤干细胞、缺氧微环境、治疗抵抗等方面进行阐述。

3.主要相关信号通路

3.1TGFβ/Smad

TGFβ与Ⅰ型（TβRⅠ或TGFR1）和Ⅱ型（TβRⅡ或TGFR2）受体结合时，激活Smad2和Smad3，然后再与胞质内的Smad4结合。Smad三聚体复合物进入细胞核内，结合DNA特异位点抑制（如E-cadherin，occludin）或激活（如Snail、Zeb、Twist、FN、Vimentin）靶基因的转录。有趣的是，TGF-β信号通路不仅激活EMT相关转录因子的表达，而且也与这些转录因子协同增加其转录活动。

在GBM细胞系的体内体外试验中，TGFβ有潜在诱导EMT的作用，如用TGFβ处理过的U87和U胶质瘤细胞能够通过Smad2信号通路的诱导发生间质样转化，表现为胶质瘤细胞发生形态学改变、间质标志物表达上调，胶质瘤细胞的侵袭、迁移能力增强。

3.2Wnt/β-Catenin信号通路

经典的Wnt信号传导通路是由β-Catenin介导，β-Catenin对于EMT具有双重作用，既可作为黏附连接的组成部分，将E-cadherin连接于细胞骨架，又可以转运到细胞核驱动靶基因的转录。在不存在Wnt的情况下，糖原合成激酶-3β（GSK-3β）磷酸化β-Catenin并将其靶向泛素化并降解，从而将细胞质β-Catenin维持在低水平。Wnt配体与Frizzled（FZD）受体的结合导致GSK-3β的抑制，因此阻止了β-Catenin磷酸化并导致其胞质内的积聚，然后可以进入细胞核并调节靶基因的转录，同时降低钙黏素介导的黏附能力。

Wnt/β-Catenin信号通路已经被证明与胶质瘤进展和患者总生存率的下降密切相关，并且其在胶质瘤EMT中的作用也逐渐被人们所







































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