引用本文： 阎龙, 戴朝六. 上皮-间质转化与肝细胞癌炎症微环境的关系研究. 中国普外基础与临床杂志, 2017, 24(7): 885-889. doi: 10.7507/1007-9424.201609094 复制
上皮-间质转化（epithelial-mesenchymal transition）是上皮细胞通过特定的程序向间质细胞转化的过程，近年来其在肿瘤的侵袭与转移中的作用备受关注。在此过程中，上皮细胞原有的极性、黏附性及稳定性被破坏，细胞的迁移运动能力、侵袭能力及抗凋亡能力增强[1]，在肿瘤的侵袭和转移中扮演了不可或缺的角色。而今，人们对肿瘤侵袭转移的研究逐渐从肿瘤本身深入到对肿瘤微环境层面的探讨[2]。免疫和炎症是构成肿瘤微环境的基本特征，其中各种炎症介质对肿瘤侵袭转移中上皮-间质转化过程的作用研究不甚明了。笔者将以肝细胞癌为主要研究目标，对肿瘤炎症微环境与肿瘤上皮-间质转化过程的关系进行综述。
1 上皮-间质转化的概述
上皮细胞胞间连接紧密，游离面与基底面有显著极性，且高度有序，形态相对稳定一致；与之相反，间质细胞形态各异，排列松散，缺乏极性，表现出更多的迁移和侵袭能力。上皮-间质转化，是在特定的条件下，上皮细胞原有胞间紧密连接被打破，失去原有极性、有序性和一致性，转而表达出间质细胞特性，获得迁移能力和抗凋亡能力。近年来的研究[3]逐渐确定，其在肿瘤侵袭和转移中扮演了至关重要的角色。
2 上皮-间质转化的分子机制
上皮-间质转化最经典的细胞表面标志物变化是 E-钙黏蛋白（E-cadherin）的表达降低以及 N-钙黏蛋白（N-cadherin）的表达增加，E-钙黏蛋白是上皮细胞间的连接结构，粘合力强，性质稳定；而 N-钙黏蛋白是间质细胞间的连接结构，其连接力仅为前者的 1/4，这也是上皮-间质转化过程中细胞迁移侵袭能力增加的原因之一。波形蛋白（Vimentin），是构成中间丝的一种蛋白质，其动态性质对细胞的灵活性非常重要，波形蛋白的表达增加也是上皮-间质转化在肿瘤侵袭转移中的一个重要标志[4]。
在上皮-间质转化过程中，Snail、Slug、Twist、ZEB1、ZEB2、FOXC1、FOXC2 等是常见的转录因子[5]，他们可依赖细胞内信号传导途径如 JAK/STAT3、MAPK/ERK、PI3K/AKT 等[6-8]，通过下调 E-钙黏蛋白表达而参与上皮-间质转化的诱发。此外，许多生长因子如表皮生长因子（epidermal growth factor，EGF）、转化因子（transforming growth factor，TGF-β）、血小板源性生长因子（platelet-derived growth factor，PDGF）等[9-11]，也可通过以上细胞内传导途径发挥作用。
3 肿瘤微环境概述
肿瘤微环境（tumor eviornment）是肿瘤所存在的细胞环境，包括肿瘤本身，以及周围血管、细胞外基质、周围正常细胞和相关信号分子[12]，它是个动态网络，对肿瘤的侵袭转移意义重大。其中非肿瘤细胞包括间质细胞、成纤维细胞、免疫细胞（如 T 淋巴细胞、B 淋巴细胞、NK 细胞、NK-T 细胞、肿瘤相关巨噬细胞等）以及周细胞和脂肪细胞等[13]。炎症微环境和免疫抑制微环境是肿瘤微环境的两大重要组成部分，其中免疫细胞的浸润以及炎症因子的聚集，可以诱导癌基因的活化，促进肿瘤血管的生成，对肿瘤的侵袭、发展甚至转移推波助澜[14]。
至于肝细胞癌，患者多有肝炎病史，肝炎病毒基因编码蛋白可通过干预细胞因子的表达，调节肿瘤微环境和肝脏的免疫反应，当乙型肝炎病毒（HBV）感染发生时，NK 细胞可通过分泌 γ-干扰素（IFN-γ）、肿瘤坏死因子-α（TNF-α）等杀伤被感染细胞、控制病毒扩散。其中，IFN-γ 可激活巨噬细胞，进一步增加 TNF-α 介导的肝损伤。同时，浸润的免疫细胞可聚集其他炎症因子，在杀伤病毒的同时形成局部炎症浸润状态，其中最为突出的有白细胞介素-6（interleukin-6，IL-6）、白细胞介素-8（interleukin-8，IL-8）、TNF-α、趋化因子（chemokines，CCL2）等炎症介质，还有病毒本身基因编码蛋白，均为本文讨论的重点。
4 肝细胞癌中相关炎症介质与上皮-间质转化的联系
4.1 IL-6 与上皮-间质转化
IL-6 是肿瘤微环境中的一个重要炎症因子，参与肿瘤的发生和发展[15]，其介导上皮-间质转化主要通过 IL-6/STAT3 途径，该通路研究相对较为明确，在传导过程中，IL-6 与其受体 IL-6R 结合，IL-6R 由 2 条多肽链组成，1 条为配体结合链 GP80，另 1 条为信号传导链 GP130，后者可与 Janus 激酶（janus kinase，JAK）作用并磷酸化，激活 STAT3，形成同源二聚体，使其进入核内调节转录，推进上皮-间质转化过程，在肝癌的上皮-间质转化过程中亦是如此[16]；而且有研究[17]表明，IL-6/STAT3 轴间包含多种回路，包括 miR-24、miR-629、miR-124、肝细胞核因子 4α（Hepatocyte nuclear factor 4α，HNF4α）等因子的参与，在此回路中，IL-6/STAT3 可激活 miR-24、miR-629 等小 RNA 的转录，从而抑制 HNF4α 活性，HNF4α 是维持肝细胞生长及其正常生物学功能的重要因子，当其活性受到抑制时，细胞将进入炎症状态，并随回路反馈不断放大，类似“滚雪球”效应，形成严重的炎症微环境，促进肿瘤的侵袭转移，而 miR-124 是该回路的关键因素，其可恢复 HNF4α 功能，终止炎症环境的进一步发展，从而抑制肿瘤的侵袭和转移。该途径在肺腺癌、乳腺癌及头颈部肿瘤研究中也得到证实：IL-6 可通过与 IL-6R 受体结合并介导 JAK/STAT3 通路磷酸化 STAT3，低表达 E-cadherin，高表达 Vimentin，从而诱发上皮-间质转化[18]，以及上调 Snail、ZEB1、ZEB2、Twist 等转录因子的表达促进肿瘤的转移[19-21]。
4.2 IL-8 与上皮-间质转化
IL-8 是肿瘤炎症微环境中的又一个重要炎症因子，其表达与肿瘤的生长生存相关，并能增加肿瘤的侵袭迁移与血管的新生。其在肝细胞癌中的研究[22]提示，其可通过 PI3K/AKT HIF-1α 激活 FOXC1，再通过反式激活 CXCR 以及 CCL2 等因子共同促进肝细胞癌的浸润和转移。于此同时，IL-8 也可通过 JAK2/STAT3/Snail 通路参与上皮-间质转化过程[23]，并且有研究[24]表明，高水平的 IL-8 伴有门静脉侵犯的概率会增大。在肝细胞癌发展过程中，神经降压素（neurotensin，NTS）与 IL-8 的关联也会被异常激活，形成 NTS/IL-8 通路，提高血管内皮生长因子（VEGF）和基质金属蛋白酶 9（MMP9）的表达，共同介导肿瘤上皮-间质转化过程，促进肿瘤的侵袭和转移，对预后产生更加不良的影响[25]。此外，IL-8 对上皮-间质转化的作用在胰腺癌、乳腺癌、前列腺癌和卵巢癌中的研究也都得到了证实[26-28]。
4.3 TNF-α 与上皮-间质转化
TNF-α 是一种能够直接杀伤肿瘤细胞而对正常细胞无明显毒性的细胞因子，是迄今为止所发现的直接杀伤肿瘤作用最强的生物活性因子之一，它也是一种非常重要的炎症因子，且也在肿瘤上皮-间质转化中发挥着重要的作用。在对肝细胞癌的研究[29]中我们发现，存在转移的肝癌组织中 TNF-α 和蛋白激酶 D2（PKD2）的表达较正常组织明显升高，且 TNF-α 可与细胞膜表面的受体 TNFR（主要是 TNFR1）结合，磷酸化胞内的 PKD2，被磷酸化的 PKD2 与 PI3K 形成复合体，通过 PI3K/AKT/GSK-3β 通路稳定表达 Snail 转录因子，参与上皮-间质转化过程，促进肿瘤的侵袭和转移。在其他组织恶性肿瘤包括舌癌、喉癌、胆管癌、甲状腺癌以及结直肠癌的上皮-间质转化过程中，TNF-α 的作用也同样得到证实[30-34]，但其影响途径不尽相同，如在舌癌中其通过促进 SDF1 分泌、在胆管癌及结直肠肿瘤高表达 Snail 基因、在喉癌中上调 Twist 转录等。
4.4 CCL2 与上皮-间质转化
趋化因子，是指能够吸引白细胞移行到感染部位的一类低分子量的蛋白质，在炎症反应中扮演重要角色，在肿瘤的上皮-间质转化过程中也发挥相应的作用，其中 CCL2 较为突出。在肝细胞癌的研究[22]中仅发现 CCL2 与 IL-8 相关联，参与上皮-间质转化过程，其他深入研究较少；但其对胰腺癌细胞株、黑色素瘤细胞株及结肠癌细胞株的体外研究都表明，CCL2 可与 Snail 因子共同作用，参与上皮-间质转化过程[35]，CCL2/CCR2 也可与 IL-6 合作激活 STAT3-Twist 通路，参与非小细胞肺癌的上皮-间质转化过程[19]。
5 肝炎病毒与肝细胞癌上皮-间质转化
肝细胞癌的患者常伴有肝炎病史，以 HBV 感染居多，HBV 基因组主要包括 S、C、P 和 X 4 个部分重叠的开放阅读框，S 开放阅读框又分为 PreS1、PreS2 和 S，其主要翻译病毒表面抗原或病毒包膜蛋白；C 开放阅读框包含 2 个框内密码子，分别编码核心蛋白（HBc）和 e 抗原（HBe）；P 开放阅读框编码 DNA 聚合酶，且 P 蛋白有逆转录酶活性，可指导合成 HBV 基因组病毒 DNA；最后的 X 开放阅读框编码的就是 X 蛋白，被认为是肝癌发生和进展中的主要角色，其具有广泛的非特异性的反式激活作用和反式激活功能。在细胞核内，HBx 虽不能直接结合双链 DNA，但其可通过蛋白-蛋白相互作用与转录因子和转录元件结合，介导转录起始复合物的形成，同时参与肝细胞癌的上皮-间质转化过程[36]。研究表明，HBx 可通过 PI3K/AKT/GSK-3b 途径稳定 Snail（包括其超家族成员 Snail1）的转录[37-38]；也可参与上调 Twist 的表达、同时激活 STAT3 的转录，从而参与肝细胞癌的上皮-间质转化过程[39]。同时，HBx 还可活化非受体酪氨酸激酶（c-Src）或介导胰岛素样生长因子 2（IGF2）表达，并通过小泛素样修饰因子（SUMO）途径，降低 E-cadherin 表达，从而诱发上皮-间质转化过程[40-41]。也有研究[42-43]提示，HBx 可直接上调 bHLH 转录因子 E12/E47 的表达，抑制 E-cadherin 的表达，介导上皮-间质转化过程。然而，也有相关研究[44]提示，在高 HBV 病毒复制量情况下，上皮-间质转化可被抑制，其机制尚不清楚。这也提示了病毒对肝癌上皮-间质转化过程的影响也许不只停留于 HBx 层面，有待进一步考究。
6 展望
上皮-间质转化在肿瘤侵袭和转移中的重要地位已逐渐明确，但炎症微环境对上皮-间质转化的作用仍需更多研究和发现，不同炎症因子对不同肿瘤上皮-间质转化的促进之间有无共性可循，以及可否通过改善肿瘤微环境，阻断炎症因子的表达或切断其诱发上皮-间质转化的传导通路来起到抑制肿瘤上皮-间质转化的目的，都是未来研究的方向。
上皮-间质转化（epithelial-mesenchymal transition）是上皮细胞通过特定的程序向间质细胞转化的过程，近年来其在肿瘤的侵袭与转移中的作用备受关注。在此过程中，上皮细胞原有的极性、黏附性及稳定性被破坏，细胞的迁移运动能力、侵袭能力及抗凋亡能力增强[1]，在肿瘤的侵袭和转移中扮演了不可或缺的角色。而今，人们对肿瘤侵袭转移的研究逐渐从肿瘤本身深入到对肿瘤微环境层面的探讨[2]。免疫和炎症是构成肿瘤微环境的基本特征，其中各种炎症介质对肿瘤侵袭转移中上皮-间质转化过程的作用研究不甚明了。笔者将以肝细胞癌为主要研究目标，对肿瘤炎症微环境与肿瘤上皮-间质转化过程的关系进行综述。
1 上皮-间质转化的概述
上皮细胞胞间连接紧密，游离面与基底面有显著极性，且高度有序，形态相对稳定一致；与之相反，间质细胞形态各异，排列松散，缺乏极性，表现出更多的迁移和侵袭能力。上皮-间质转化，是在特定的条件下，上皮细胞原有胞间紧密连接被打破，失去原有极性、有序性和一致性，转而表达出间质细胞特性，获得迁移能力和抗凋亡能力。近年来的研究[3]逐渐确定，其在肿瘤侵袭和转移中扮演了至关重要的角色。
2 上皮-间质转化的分子机制
上皮-间质转化最经典的细胞表面标志物变化是 E-钙黏蛋白（E-cadherin）的表达降低以及 N-钙黏蛋白（N-cadherin）的表达增加，E-钙黏蛋白是上皮细胞间的连接结构，粘合力强，性质稳定；而 N-钙黏蛋白是间质细胞间的连接结构，其连接力仅为前者的 1/4，这也是上皮-间质转化过程中细胞迁移侵袭能力增加的原因之一。波形蛋白（Vimentin），是构成中间丝的一种蛋白质，其动态性质对细胞的灵活性非常重要，波形蛋白的表达增加也是上皮-间质转化在肿瘤侵袭转移中的一个重要标志[4]。
在上皮-间质转化过程中，Snail、Slug、Twist、ZEB1、ZEB2、FOXC1、FOXC2 等是常见的转录因子[5]，他们可依赖细胞内信号传导途径如 JAK/STAT3、MAPK/ERK、PI3K/AKT 等[6-8]，通过下调 E-钙黏蛋白表达而参与上皮-间质转化的诱发。此外，许多生长因子如表皮生长因子（epidermal growth factor，EGF）、转化因子（transforming growth factor，TGF-β）、血小板源性生长因子（platelet-derived growth factor，PDGF）等[9-11]，也可通过以上细胞内传导途径发挥作用。
3 肿瘤微环境概述
肿瘤微环境（tumor eviornment）是肿瘤所存在的细胞环境，包括肿瘤本身，以及周围血管、细胞外基质、周围正常细胞和相关信号分子[12]，它是个动态网络，对肿瘤的侵袭转移意义重大。其中非肿瘤细胞包括间质细胞、成纤维细胞、免疫细胞（如 T 淋巴细胞、B 淋巴细胞、NK 细胞、NK-T 细胞、肿瘤相关巨噬细胞等）以及周细胞和脂肪细胞等[13]。炎症微环境和免疫抑制微环境是肿瘤微环境的两大重要组成部分，其中免疫细胞的浸润以及炎症因子的聚集，可以诱导癌基因的活化，促进肿瘤血管的生成，对肿瘤的侵袭、发展甚至转移推波助澜[14]。
至于肝细胞癌，患者多有肝炎病史，肝炎病毒基因编码蛋白可通过干预细胞因子的表达，调节肿瘤微环境和肝脏的免疫反应，当乙型肝炎病毒（HBV）感染发生时，NK 细胞可通过分泌 γ-干扰素（IFN-γ）、肿瘤坏死因子-α（TNF-α）等杀伤被感染细胞、控制病毒扩散。其中，IFN-γ 可激活巨噬细胞，进一步增加 TNF-α 介导的肝损伤。同时，浸润的免疫细胞可聚集其他炎症因子，在杀伤病毒的同时形成局部炎症浸润状态，其中最为突出的有白细胞介素-6（interleukin-6，IL-6）、白细胞介素-8（interleukin-8，IL-8）、TNF-α、趋化因子（chemokines，CCL2）等炎症介质，还有病毒本身基因编码蛋白，均为本文讨论的重点。
4 肝细胞癌中相关炎症介质与上皮-间质转化的联系
4.1 IL-6 与上皮-间质转化
IL-6 是肿瘤微环境中的一个重要炎症因子，参与肿瘤的发生和发展[15]，其介导上皮-间质转化主要通过 IL-6/STAT3 途径，该通路研究相对较为明确，在传导过程中，IL-6 与其受体 IL-6R 结合，IL-6R 由 2 条多肽链组成，1 条为配体结合链 GP80，另 1 条为信号传导链 GP130，后者可与 Janus 激酶（janus kinase，JAK）作用并磷酸化，激活 STAT3，形成同源二聚体，使其进入核内调节转录，推进上皮-间质转化过程，在肝癌的上皮-间质转化过程中亦是如此[16]；而且有研究[17]表明，IL-6/STAT3 轴间包含多种回路，包括 miR-24、miR-629、miR-124、肝细胞核因子 4α（Hepatocyte nuclear factor 4α，HNF4α）等因子的参与，在此回路中，IL-6/STAT3 可激活 miR-24、miR-629 等小 RNA 的转录，从而抑制 HNF4α 活性，HNF4α 是维持肝细胞生长及其正常生物学功能的重要因子，当其活性受到抑制时，细胞将进入炎症状态，并随回路反馈不断放大，类似“滚雪球”效应，形成严重的炎症微环境，促进肿瘤的侵袭转移，而 miR-124 是该回路的关键因素，其可恢复 HNF4α 功能，终止炎症环境的进一步发展，从而抑制肿瘤的侵袭和转移。该途径在肺腺癌、乳腺癌及头颈部肿瘤研究中也得到证实：IL-6 可通过与 IL-6R 受体结合并介导 JAK/STAT3 通路磷酸化 STAT3，低表达 E-cadherin，高表达 Vimentin，从而诱发上皮-间质转化[18]，以及上调 Snail、ZEB1、ZEB2、Twist 等转录因子的表达促进肿瘤的转移[19-21]。
4.2 IL-8 与上皮-间质转化
IL-8 是肿瘤炎症微环境中的又一个重要炎症因子，其表达与肿瘤的生长生存相关，并能增加肿瘤的侵袭迁移与血管的新生。其在肝细胞癌中的研究[22]提示，其可通过 PI3K/AKT HIF-1α 激活 FOXC1，再通过反式激活 CXCR 以及 CCL2 等因子共同促进肝细胞癌的浸润和转移。于此同时，IL-8 也可通过 JAK2/STAT3/Snail 通路参与上皮-间质转化过程[23]，并且有研究[24]表明，高水平的 IL-8 伴有门静脉侵犯的概率会增大。在肝细胞癌发展过程中，神经降压素（neurotensin，NTS）与 IL-8 的关联也会被异常激活，形成 NTS/IL-8 通路，提高血管内皮生长因子（VEGF）和基质金属蛋白酶 9（MMP9）的表达，共同介导肿瘤上皮-间质转化过程，促进肿瘤的侵袭和转移，对预后产生更加不良的影响[25]。此外，IL-8 对上皮-间质转化的作用在胰腺癌、乳腺癌、前列腺癌和卵巢癌中的研究也都得到了证实[26-28]。
4.3 TNF-α 与上皮-间质转化
TNF-α 是一种能够直接杀伤肿瘤细胞而对正常细胞无明显毒性的细胞因子，是迄今为止所发现的直接杀伤肿瘤作用最强的生物活性因子之一，它也是一种非常重要的炎症因子，且也在肿瘤上皮-间质转化中发挥着重要的作用。在对肝细胞癌的研究[29]中我们发现，存在转移的肝癌组织中 TNF-α 和蛋白激酶 D2（PKD2）的表达较正常组织明显升高，且 TNF-α 可与细胞膜表面的受体 TNFR（主要是 TNFR1）结合，磷酸化胞内的 PKD2，被磷酸化的 PKD2 与 PI3K 形成复合体，通过 PI3K/AKT/GSK-3β 通路稳定表达 Snail 转录因子，参与上皮-间质转化过程，促进肿瘤的侵袭和转移。在其他组织恶性肿瘤包括舌癌、喉癌、胆管癌、甲状腺癌以及结直肠癌的上皮-间质转化过程中，TNF-α 的作用也同样得到证实[30-34]，但其影响途径不尽相同，如在舌癌中其通过促进 SDF1 分泌、在胆管癌及结直肠肿瘤高表达 Snail 基因、在喉癌中上调 Twist 转录等。
4.4 CCL2 与上皮-间质转化
趋化因子，是指能够吸引白细胞移行到感染部位的一类低分子量的蛋白质，在炎症反应中扮演重要角色，在肿瘤的上皮-间质转化过程中也发挥相应的作用，其中 CCL2 较为突出。在肝细胞癌的研究[22]中仅发现 CCL2 与 IL-8 相关联，参与上皮-间质转化过程，其他深入研究较少；但其对胰腺癌细胞株、黑色素瘤细胞株及结肠癌细胞株的体外研究都表明，CCL2 可与 Snail 因子共同作用，参与上皮-间质转化过程[35]，CCL2/CCR2 也可与 IL-6 合作激活 STAT3-Twist 通路，参与非小细胞肺癌的上皮-间质转化过程[19]。
5 肝炎病毒与肝细胞癌上皮-间质转化
肝细胞癌的患者常伴有肝炎病史，以 HBV 感染居多，HBV 基因组主要包括 S、C、P 和 X 4 个部分重叠的开放阅读框，S 开放阅读框又分为 PreS1、PreS2 和 S，其主要翻译病毒表面抗原或病毒包膜蛋白；C 开放阅读框包含 2 个框内密码子，分别编码核心蛋白（HBc）和 e 抗原（HBe）；P 开放阅读框编码 DNA 聚合酶，且 P 蛋白有逆转录酶活性，可指导合成 HBV 基因组病毒 DNA；最后的 X 开放阅读框编码的就是 X 蛋白，被认为是肝癌发生和进展中的主要角色，其具有广泛的非特异性的反式激活作用和反式激活功能。在细胞核内，HBx 虽不能直接结合双链 DNA，但其可通过蛋白-蛋白相互作用与转录因子和转录元件结合，介导转录起始复合物的形成，同时参与肝细胞癌的上皮-间质转化过程[36]。研究表明，HBx 可通过 PI3K/AKT/GSK-3b 途径稳定 Snail（包括其超家族成员 Snail1）的转录[37-38]；也可参与上调 Twist 的表达、同时激活 STAT3 的转录，从而参与肝细胞癌的上皮-间质转化过程[39]。同时，HBx 还可活化非受体酪氨酸激酶（c-Src）或介导胰岛素样生长因子 2（IGF2）表达，并通过小泛素样修饰因子（SUMO）途径，降低 E-cadherin 表达，从而诱发上皮-间质转化过程[40-41]。也有研究[42-43]提示，HBx 可直接上调 bHLH 转录因子 E12/E47 的表达，抑制 E-cadherin 的表达，介导上皮-间质转化过程。然而，也有相关研究[44]提示，在高 HBV 病毒复制量情况下，上皮-间质转化可被抑制，其机制尚不清楚。这也提示了病毒对肝癌上皮-间质转化过程的影响也许不只停留于 HBx 层面，有待进一步考究。
6 展望
上皮-间质转化在肿瘤侵袭和转移中的重要地位已逐渐明确，但炎症微环境对上皮-间质转化的作用仍需更多研究和发现，不同炎症因子对不同肿瘤上皮-间质转化的促进之间有无共性可循，以及可否通过改善肿瘤微环境，阻断炎症因子的表达或切断其诱发上皮-间质转化的传导通路来起到抑制肿瘤上皮-间质转化的目的，都是未来研究的方向。