在成人原发性脑肿瘤中，胶质瘤的发病率最高，其中胶质母细胞瘤(glioblastoma，GBM)恶性程度最高、侵袭性最强。目前针对GBM的一线治疗仍以手术切除为主。对于失去手术机会或已经行肿瘤切除的患者常采用二线治疗，即采用放疗同时辅以替莫唑胺化疗的综合治疗。然而，GBM细胞具有极强的增殖、迁移和侵袭能力，同时又具有高度异质性，且由于存在血脑屏障，患者预后往往不佳，生存期仅为12～15个月，5年生存率只有3%～5%。

        目前，GBM的发生发展机制尚未完全阐明。因此，探索GBM的发病机制、寻找安全有效的治疗方法具有重要意义。上皮-间充质转化(epithelial-mesenchymaltransition，EMT)指上皮来源的细胞失去极性而获得间充质表型的转化过程，它是上皮细胞获得迁移能力的有效途径。

        近年来，EMT在乳腺癌、肝癌、膀胱癌等肿瘤细胞的增殖、迁移和侵袭过程中发挥重要作用。EMT的过程包含多条信号通路，信号通路之间可以相互协同、相互转化。EMT与GBM发生发展过程密切相关，微RNA(microRNA，miRNA/miR)可通过相关信号通路诱导GBM发生EMT。现对EMT相关信号通路及相关miRNA在GBM中的研究进展予以综述，以期为GBM的研究提供理论依据。

1.EMT的概述、分类及其特征

        在人体各类正常组织中，上皮细胞依靠各种连接及细胞极性维持完整性。上皮细胞的连接包括紧密连接、缝隙连接、黏附连接以及桥粒。而细胞极性主要来源于不同极性的蛋白复合物。这些蛋白复合物通常定位于细胞顶端和细胞基底外侧区域，以此形成细胞顶端-基底端极性基础。当细胞失去上皮特性，即失去细胞间黏附和极性时就会发生EMT。

        根据EMT发生的生物学背景，其可分为3种类型：Ⅰ型EMT与胚胎发育有关，通过EMT实现胚胎发育过程中细胞多样性;Ⅱ型EMT与伤口愈合和组织再生有关，通过EMT产生纤维细胞进行创伤修复及组织再生;Ⅲ型EMT与癌症进展有关，通过EMT而具有迁移及侵袭能力。当上皮细胞激活EMT后，其中的上皮钙黏素(E-cadherin)转化为神经钙黏素(N-cadherin)，而N-cadherin则是间质细胞标志物。这一变化导致上皮细胞由典型的多边形和鹅卵石形态转变为纺锤样的间质细胞形态，因此失去了细胞顶端-基底端极性以及细胞完整性，从而诱导肿瘤细胞的迁移与侵袭。

2.GBM中EMT相关信号通路

        2.1转化生长因子-β(transforminggrowthfactor-β，TGF-β)/Smad信号通路

        TGF-β/Smad信号通路在正常细胞和早期癌中具有生长抑制作用，参与调节多种肿瘤细胞的EMT过程。在肿瘤进展过程中，癌细胞可以选择性地避开TGF-β的抑制信号，同时保留功能正常的TGF-β受体和Smad系统，从而导致癌细胞黏附能力下降，迁移能力增强。Lamouille等研究发现，TGF-β通过与TGF-β受体1、TGF-β受体2结合，磷酸化下游信号转导分子Smad2、Smad3，随后Smad2和Smad3在细胞质中与Smad4结合形成三聚体复合物并进入细胞核，最终激活EMT相关转录因子，如Snail家族、ZEB家族和Twist，这些转录因子被激活后促进E-cadherin降解和N-cadherin表达，从而诱导肿瘤发生间充质转化。

        TGF-β在GBM间充质转化中发挥重要作用。miR-193b在GBM中高表达，可通过靶向抑制GBM中的Smad3调节TGF-β通路，从而促进肿瘤细胞的增殖。余杰等研究表明，敲低双肾上腺皮质激素样激酶1对胶质瘤细胞增殖迁移和侵袭的抑制作用与其抑制TGF-β/Smad信号相关。另有研究显示，在GBM中高表达的Musashi-2可通过激活转录因子Snail和TGF-β/Smad通路正反馈激活EMT，促进GBM的恶性进展。

        同样，作为EMT蛋白的Slug可以被TGF-β激活，从而参与GBM中肿瘤血管的形成和血脑屏障的破坏。由此可见，TGF-β/Smad信号通路可通过miRNA和一系列转录因子等诱导EMT，从而增强GBM增殖、迁移和侵袭能力。尽管TGF-β/Smad信号通路可以和其他信号通路协同作用维持细胞间质表型，但该协同作用在GBM中尚未研究透彻，因此需要进一步探究TGF-β/Smad通路在GBM中诱导EMT的过程是否有其他通路参与。

        2.2Wnt/β联蛋白(β-catenin)信号通路

        Wnt/β-catenin信号通路在胚胎发育、组织器官形成过程中均具有重要作用。在正常上皮细胞中，Wnt/β-catenin信号通路处于抑制状态，β-catenin可以直接与E-cadherin结合，α联蛋白可以与肌动蛋白连接，三者可形成复合物，以维持上皮细胞黏附和稳定。在肿瘤细胞中，Wnt/β-catenin通路参与调控其EMT。作为Wnt/β-catenin信号通路的核心组成成分，激活后的β-catenin可以在细胞核内聚集，从而增强GBM细胞的增殖和侵袭能力并诱导凋亡细胞死亡，而阻断β-catenin可拮抗其致癌作用。

        有研究表明，叉头框转录因子C1可结合β-catenin，以增强β-catenin的核移位以及转录活性，而叉头框转录因子C1与β-catenin的相互作用是胶质瘤形成的重要因素。此外，卢雅丽等研究表明，过表达β-catenin抑制基因2可抑制β-catenin的核转移，使细胞中总β-catenin和活化β-catenin的表达水平明显降低，而使磷酸化β-catenin的表达水平明显升高，最终抑制胶质瘤细胞中Wnt/β-catenin信号通路的激活。

        同样，信号转导及转录活化因子1在GBM细胞增殖、迁移和侵袭中发挥重要作用，并通过Wnt/β-catenin信号通路参与EMT，故下调信号转导及转录活化因子1可抑制EMT，从而减弱GBM细胞的侵袭性。有研究表明，Wnt/β-catenin信号通路与磷脂酰肌醇-3-激酶(phosphatidylinositol-3-kinase，PI3K)/蛋白激酶B(proteinkinaseB，PKB/Akt)信号通路之间存在串扰及相互作用。PI3K拮抗剂可以与miR-125b抑制剂协同通过抑制Wnt/β-catenin信号通路增强替莫唑胺诱导的GBM的耐药性。由此可见，GBM的恶性进展往往伴随着Wnt/β-catenin信号通路的激活。

        小分子Wnt调节剂已被用于刺激或抑制Wnt/β-catenin信号的转导，如高迁移率族盒转录因子1。然而，现有的许多针对Wnt/β-catenin信号通路化合物的研究仍基于体外细胞实验，缺乏必要的动物实验及临床试验证据。因此，未来研制阻断该通路的抑制剂和特异性药物可能是治疗GBM的方向之一。

        2.3促分裂原活化的蛋白激酶(mitogen-activatedproteinkinase，MAPK)信号通路

        MAPK属于丝氨酸/苏氨酸蛋白激酶家族，通常有3个信号通路：胞外信号调节激酶(extracellularsignal-regulatedkinase，ERK)/MAPK、p38MAPK、c-Jun氨基端激酶(c-JunN-terminalkinase，JNK)。Yang等研究表明，血管生成素样蛋白2在胶质瘤组织中高表达，当敲除该基因后，肿瘤细胞内磷酸化ERK1/2水平显著降低，ERK/MAPK信号通路的活性被阻断，而使用U0126(ERK/MAPK抑制剂)后，基因敲减组肿瘤细胞增殖和侵袭能力明显增强。而p38MAPK通路的激活可以将细胞外刺激与细胞反应联系起来，从而增强肿瘤的侵袭性。

        过表达TGF-β激活的长非编码RNA-ATB可以提高TGF-β诱导的胶质瘤细胞中磷酸化p38蛋白的表达水平，而磷酸化ERK和JNK的蛋白表达量未见明显差异，使用p38MAPK特异性抑制剂SB203580可以逆转长链非编码RNA-ATB介导的胶质瘤细胞侵袭。可见，长链非编码RNA-ATB可通过p38MAPK通路加速EMT进程，从而促进胶质瘤细胞的侵袭。有文献表明，RND2基因是p38MAPK通路的内源性阻遏因子，它可以降低p38磷酸化，从而抑制p38MAPK信号通路，使得GBM细胞自噬和凋亡显著减少。

        此外，Zhou等研究认为，JNK信号通路在诱导自噬细胞死亡中起着重要作用，活化JNK可以促进GBM细胞的EMT，诱导自噬细胞死亡，增强GBM细胞的增殖和侵袭能力。综上所述，ERK/MAPK、p38MAPK、JNK3个信号通路均可通过EMT促进GBM的恶性进展，但三者之间是否存在协同作用尚不清楚，因此MAPK信号通路在GBM中的机制还需进一步研究。

        2.4Notch信号通路

        Notch信号通路通常由4个受体(Notch1～4)和5个配体(Jagged1、Jagged2、DLL1、DLL3、DLL4)构成。受体和配体通过相互作用，使整合素金属蛋白酶和γ-分泌酶复合体对受体进行两次蛋白水解，从而激活信号通路。激活后的Notch通路在诱导和调节EMT中起着关键作用。Notch可通过转录调控Snail、Twist等EMT相关信号分子来激活EMT，从而抑制E-cadherin的表达，促进N-cadherin和波形蛋白的表达，以增强肿瘤细胞的迁移和侵袭能力。

        通常Notch配体以自分泌的方式作用于其产生的细胞，TGF-β可以诱导Jagged1等Notch配体高表达，沉默Notch通路的成分可阻止TGF-β诱导EMT。Sarkar等研究表明，Jagged1的高表达与胶质瘤的不良预后有关，通过RNA干扰敲除Jagged1可以明显抑制胶质瘤细胞的存活和生长。Notch通路在胶质瘤中既可以作为癌基因发挥作用，也可以作为肿瘤抑制因子发挥作用。

        一方面，胶质瘤细胞亚群中Notch通路可以调节胶质瘤干细胞与瘤内不同位置细胞间的相互作用，增强其干细胞特性和侵袭能力，并通过激活致癌途径(如PI3K/Akt)促进肿瘤的发展，如Notch通过调节牛磺酸上调基因1等长链非编码RNA增强胶质瘤细胞的迁移和侵袭能力。

        另一方面，在不同亚型胶质瘤患者中发现了Notch失活突变和低表达Notch相关靶基因的个体。在敲除Notch基因的胶质瘤小鼠模型中，Notch的缺失加速了胶质瘤的形成与恶化，表明Notch在胶质瘤中具有肿瘤抑制作用。然而也有研究表明，敲除Notch基因可以增强GBM细胞的侵袭能力。此外，Notch信号通路还可以通过与其他信号通路互相作用对GBM的发生发展产生影响。在神经母细胞特异性转录因子1高表达的GBM干细胞中，Notch可与Wnt/β-catenin信号通路产生协同作用，以抑制细胞分化并刺激增殖，从而促进肿瘤的恶性进展。

        由此可见，Notch所有受体和配体是否均可通过EMT程序促进GBM细胞的恶性进展尚不清楚，Notch通路在GBM中的多重作用仍需进一步探究。

        2.5PI3K/Akt/糖原合成酶激酶-3β(glycogensynthasekinase-3β，GSK-3β)通路

        PI3K/Akt/GSK-3β信号通路与多种生物学进展有关，包括细胞增殖、干细胞维持和肿瘤持续生长。Akt是一种丝氨酸/苏氨酸激酶，它只有转移到细胞质膜并磷酸化后才能被激活。而PI3K的活性是Akt转移至细胞质膜过程中必不可少的。GSK-3β是Akt的靶标。Gursel等研究表明，GSK-3β的活性在胶质瘤干细胞的存活和凋亡调控中起重要作用。Akt的高水平磷酸化可以诱导GSK-3β发生磷酸化，从而导致其失活。

        随着GSK-3β的失活，β-catenin逐渐移位并积聚于细胞核，进而诱发EMT，导致细胞增殖和侵袭能力增强。PI3K/Akt通路是调控胶质瘤发生发展的重要信号通路。真核翻译延长因子1D在GBM中高表达，敲除该基因后，E-cadherin表达升高，而N-cadherin、Snail、β-catenin等一系列间质标志物表达显著下降，同时PI3K、磷酸化PI3K、Akt和磷酸化Akt的表达也明显降低。

        由此可见，敲除真核翻译延长因子1D抑制了EMT和PI3K/Akt通路，进而影响GBM细胞的增殖和侵袭能力。Zhong等使用PI3K和Akt抑制剂阻断PI3K/Akt信号通路后发现，促癌基因LIM和SH3蛋白1(LIMandSH3protein1，LASP1)诱导的胶质瘤细胞侵袭性显著降低，而本应在过表达LASP1胶质瘤细胞中表达上调的波形蛋白和表达下调的E-cadherin也因PI3K/Akt信号通路的阻断出现了逆转，表明LASP1可通过PI3K/Akt信号通路诱导EMT，以发挥促癌作用。转录因子Snail可通过抑制PI3K/Akt信号通路诱导EMT。在过表达LASP1的胶质瘤细胞中，Snail表达上调，当抑制PI3K/Akt通路后，Snail表达下调。

        Gao等的研究发现，易位相关膜蛋白2在GBM中高表达，沉默易位相关膜蛋白2既可以显著抑制GBM细胞的增殖、迁移和侵袭，也可明显减少EMT的发生。而PI3K激活剂可逆转易位相关膜蛋白2沉默对GBM生物学行为及EMT的影响，证实PI3K/Akt信号通路可诱导GBM发生EMT。PI3K/Akt/GSK-3β信号通路极其复杂，目前的研究尚未完全阐明，未来可能是GBM发生发展机制的研究方向之一。

3.GBM中EMT相关信号通路与miRNA

        miRNA是真核生物中一类具有调控功能的非编码RNA，由20～25个核苷酸组成，miRNA可通过自身表达水平的改变调控相关目的基因的表达，从而发挥癌基因或抑癌基因的作用。miRNA通过参与调控EMT影响GBM细胞的增殖、迁移和侵袭。miR-504是GBM的肿瘤抑制因子，过表达miR-504可以直接抑制其靶基因FZD7，以阻断Wnt/β-catenin信号通路，使β-catenin和磷酸化GSK-3β明显减少，降低β-catenin的核积聚，从而抑制EMT，减弱GBM细胞的迁移和侵袭。

        另有文献认为，当Notch1过表达时，由miR-139-5p诱导的GBM的EMT及侵袭性行为均得到逆转。同样作为肿瘤抑制因子的miR-451通过靶向CAB39抑制PI3K/Akt信号通路降低间充质标志物(如N-cadherin、Twist、Snail及波形蛋白)的表达，增加E-cadherin的表达，进而抑制GBM从上皮形态向间充质形态的转变。

        另外，miRNA也可起到诱导促进EMT的作用。Ma等研究表明，miR-10b可以协同TGF-β/Smad信号通路，使GBM中E-cadherin表达受到明显抑制，波形蛋白表达明显增加，从而诱导GBM细胞增殖、迁移和EMT。综上，miRNA发挥促癌和抑癌作用均离不开EMT及其相关信号通路和信号分子。miRNA可作为治疗GBM的潜在靶点和新方向，但目前缺乏miRNA通过MAPK信号通路诱导GBM发生EMT的文献报道。

4.小结

        EMT是近年的研究热点之一，其在人体多种病理生理过程中起重要作用。TGF-β/Smad、Wnt/β-catenin、MAPK、Notch、PI3K/Akt/GSK-3β5种信号通路通过一系列复杂信号分子调控GBM细胞的增殖、迁移和侵袭。不同信号通路之间也存在着相互作用和相互转化，而这些过程往往离不开miRNA的参与。然而，目前关于EMT在GBM中的研究多停留于体外细胞实验阶段，缺乏可靠的动物实验及临床试验的佐证。因此，未来还需进一步探究EMT在GBM中的作用机制，这不仅有助于阐明GBM的发病机制，还能为研制出针对GBM的安全有效的靶向药物提供可靠的理论依据。

        来源：李欣,丁涟沭.EMT相关信号通路在胶质母细胞瘤中的研究进展[J].医学综述,2022,28(09):1713-1717.