TGF-β诱导的上皮间质转化会促进乳腺癌的生成

2011-09-18 00:00 来源:生物通 作者:
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摘要: 仅仅在美国,每年就有大约25万名妇女被诊断出患有乳腺癌。四万名妇女死于这一疾病,这意味着它是仅次于肺癌的第二大癌症。近期的研究主要集中于TGF-β(一种已知的EMT诱导因子)在乳腺癌发展中的作用。

仅仅在美国,每年就有大约25万名妇女被诊断出患有乳腺癌。四万名妇女死于这一疾病,这意味着它是仅次于肺癌的第二大癌症。关键的是,对治疗的反应和临床病程都依赖于诊断出的肿瘤亚型。例如,luminal A型和luminal B型乳腺癌均具有低转移,相对良好的临床结果等特征。然而,基底样乳腺癌(BLBC)则是高度侵袭的,迅速发展成远端肿瘤,且预后差。

每种肿瘤亚型的侵袭性均取决于上皮细胞的迁移能力增加,此过程称为上皮间质转化(EMT)。在上皮间质转化过程中,上皮癌细胞失去它们的上皮特性,获得更多的迁移间质细胞样特性。而反向的间质上皮转化(MET)过程则促进了随后细胞在第二位点的整合。近期的研究主要集中于TGF-β(一种已知的EMT诱导因子)在乳腺癌发展中的作用。

许多研究小组已经表明TGF-β能够诱导上皮间质转化,但目前尚不清楚相关的精确信号级联放大反应。经典的TGF-β信号需要TGF-β与II型TGF-β受体结合,I型受体的转磷酸作用,以及随后Smad2和Smad3的磷酸化。磷酸化的Smad2/3与Smad4形成三聚体,然后易位至细胞核,与转录因子、共激活因子、共抑制因子相互作用,以抑制上皮基因,促进间质蛋白表达。此外,通过激活ERK MAPK激酶,Rho GTP酶和PI 3激酶/Akt激活的非Smad信号通路也参与了TGF-β诱导的上皮间质转化。

最近的一篇论文对肌动蛋白调节蛋白Annexin A1(AnxA1)在功能上参与了乳腺癌发展这一假设进行了验证。de Graauw等观察到,与luminal样乳腺癌细胞系相比,BLBC样乳腺癌细胞系中的的AnxA1表达始终较高。利用AnxA1小分子干扰RNA(siRNA),作者们能够促使BLBC样细胞从间质细胞向上皮细胞形态发生转变,这一转变也可通过异位AnxA1表达来逆转。AnxA1 siRNA还降低了TGF-β诱导的Smad2磷酸化以及Smad4的核易位,表明AnxA1能够调控TGF-β信号。进一步的体外研究表明,luminal样MCF-7人类乳腺癌细胞系中的AnxA1表达提高了细胞扩散和Smad3/4转录报告子的活性,这一影响可由TGF-β受体抑制剂SB-431542阻断。

为了将他们的研究延伸至体内模型,高度侵袭性的4T1小鼠乳腺癌细胞被注入到小鼠乳腺脂肪垫中。在此模型中,利用小发夹RNA(shRNA)敲除AnxA1对原发性肿瘤生长未产生影响,但是显著减少了肺表面转移灶的数量。为了研究这些发现的临床关联性,de Graauw等检测了来自乳腺癌患者的组织芯片。这些样品的分析结果表明AnxA1表达与肿瘤病理学分级相关,且BLBC中AnxA1表达显著高于其他肿瘤亚型。

其他研究小组也研究了乳腺癌发展过程中Smad依赖的TGF-β信号。最近,Araki等研究了TGF-β对p53肿瘤抑制蛋白的影响。作者证实TGF-β以Smad3/4依赖的方式提高了E3泛素连接酶人类双微粒体基因2(HDM2)的表达。HDM2将泛素结合到p53上,标记p53以便被蛋白酶体降解,从而消除其肿瘤抑制能力。利用一种小鼠乳腺上皮细胞系,Araki等发现在TGF-β诱导的上皮间质转化过程中小鼠双微粒体基因2(MDM2)和p53表达有类似的改变。在对人类临床样本进行研究之后,作者发现在乳腺导管癌和乳腺小叶癌中Smad3激活和HDM2水平存在显著相关性。更重要的是,在周围的正常上皮细胞中并未检测到HDM2表达增高和Smad3激活,表明这些研究发现对乳腺癌病理学具有特异性。

总的来说,这些近期研究表明TGF-β在乳腺癌的发展中有着自相矛盾的作用。尽管众所周知TGF-β可抑制上皮细胞增殖,从而抑制肿瘤生成,但现在它也被认为可通过诱导EMT促进肿瘤转移。相关信号通路的阐明有可能成为一个新型的药物靶点,即通过抑制EMT防止乳腺癌发展。

乳腺癌转移依赖上皮间质转化。输乳管中的上皮癌细胞经过上皮间质转化(EMT),获得更多迁移间质表型。通过TGF-β诱导的EMT抑制了上皮基因,并促进了间质蛋白表达。高活性间质样乳腺癌细胞侵入肺上皮,增殖形成第二肿瘤。这一过程需要 EMT(1)、间质细胞内渗(2),通过脉管系统迁移(3),粘附(4),外渗(5),侵入第二组织(6),间质上皮转化(7)以及远端增殖(8)。

编辑: 岳

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