肿瘤上皮间质转化PPT课件.ppt

肿瘤上皮间质转化及其调控因素 病理教研室施琳 1 上皮细胞是一种有粘聚性的细胞 组成上皮组织 覆盖在机体表面和多个器官管腔内表面 鳞癌 腺癌 移形上皮癌等上皮来源的恶性肿瘤归属此范畴 上皮细胞的特征 细胞之间有紧密连接 细胞与基底膜的附着有极性 具有相对稳定和不可移动性 2 间质细胞是间质及结缔组织的主要组成成分 分散存在于细胞外基质中 间质细胞的特征 结构松散 细胞相对没有极性 3 两类细胞形态学差异由于各自的基因 蛋白表达差异 4 上皮 间质转化 epithelial mesenchymaltransition EMT 在胚胎形成和组织修复再生 器官纤维化等方面起着关键作用 5 6 7 8 EMT概念的提出 1982年 Greenburg等发现晶状体上皮细胞可在三维胶原凝胶培养中形成伪足并转化为间质细胞样形态 首次提出了EMT概念 Greenburg etal JCellBiol 1982 95 333 339 9 10 11 目前研究发现EMT是肿瘤转移的 第一步 其与肿瘤的发生 发展有关 癌细胞发生EMT后能获得更强侵袭和转移能力 还对肿瘤细胞的耐药性产生影响 12 13 14 15 16 17 18 肿瘤EMT现象的实质 具有上皮来源特征性的肿瘤细胞 通过EMT获得间质细胞样的高迁移运动 侵袭浸润能力 19 EMT现象判定的4个标准 第一届关于EMT的瑞士Boden国际会议提出 细胞极性的丧失出现纺锤形样等成纤维样的细胞形态出现板状 丝状伪足侵袭运动性增强 形态学变化特征 20 分子标志物变化 21 E 粘附蛋白 E cadherin 横跨细胞膜 其胞外部分使得相邻的细胞之间紧密相互结合 胞内部分与 联蛋白 联蛋白以及 肌动蛋白形成数种复合物 使得细胞间有着强大的物理性连接 是维持上皮细胞特性的重要分子 表达降低或丢失是EMT最重要的标志性变化 当丢失后 联蛋白转位到细胞核内 与LEF 一种转录因子 淋巴增强结合因子 结合调控转录 22 23 N 钙粘蛋白 N cadherin 神经细胞粘着分子是脊椎动物中最主要的不依赖于钙离子的细胞粘连分子 在正常上皮细胞基本无表达或很少有表达间质细胞来源的骨架蛋白之一 介导成纤维细胞的移动 24 波形蛋白 Vimentin 细胞骨架蛋白之一 特异性的分布于间质细胞中 在上皮细胞中不表达 表达异常增多导致细胞骨架蛋白发生变化 使得上皮源性细胞具有成纤维细胞样特性 更易于迁移游动 25 分子标志物变化特征 下调上皮细胞粘附相关分子 上调间质细胞特征相关分子及表达各种ECM相关蛋白 细胞间粘附丧失 破坏基底膜和ECM及细胞骨架的重建导致细胞迁移和运动能力增强 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 38 39 40 41 42 43 44 45 46 47 48 49 50 51 52 53 54 55 56 57 58 EMT调控因素研究进展 microRNA非可控性炎症肿瘤干细胞肿瘤相关巨噬细胞 59 MicroRNAs与EMT MicroRNAs miRNAs 是近年来发现的一类长度为19 25个核苷酸的非编码小分子RNA 由具有发夹结构的 约70 90个碱基大小的单链RNA前体经过Dicer酶加工生成 具有基因转录后调控作用 它主要通过与靶基因mRNA3 非翻译区 3 untranslationregion 3 UTR 的完全或不完全配对 降解靶基因的mRNA或抑制其翻译 从而参与调控个体发育 细胞凋亡 增殖及分化等生命活动 近年来 miRNAs已经迅速发展为肿瘤等疾病潜在的重要分子标志物 发挥着类似于癌基因或肿瘤抑制基因的功能 60 作用方式与匹配程度有关 如果miRNA与靶mRNA匹配完全 则该复合体降解mRNA 若两者序列部分匹配 尤其是miRNA的5 端2 8个被称为种子序列 seedsequence 的核苷酸与靶mRNA完全匹配 则通过抑制靶mRNA的翻译来沉默特定基因 61 与EMT负相关的microRNA 抑制 microRNA 200c表达在乳腺癌中与E Cad的表达呈负相关 2007年首次发现 影响胰腺癌多种上皮标记物表达调控EMTmicroRNA 429通过调控EMT 降低卵巢癌的侵袭和转移microRNA 23b microRNA 29c microRNA 203抑制肿瘤EMT 62 与EMT正相关的microRNA 促进 microRNA 9能增加EMT中间质来源标记物的表达 下调上皮标记物E cadmicroRNA 31通过抑制TIAM1增强结肠癌的侵袭和迁移能力microRNA 155参与到TGF 诱导的EMT中过表达microRNA 194的肝癌细胞系其侵袭性明显降低 63 microRNA与耐药 microRNA 200c下调提示卵巢癌患者化疗敏感性极低 预后更差 术后生存期短耐药的乳腺癌患者microRNA 448表达下调 64 寻找肿瘤EMT相关的microRNA分子 65 非可控性炎症与EMT 早在1893年 Virchow提出炎症与肿瘤相联系的假说 肿瘤起源于慢性炎症 近20年的研究证实慢性炎症参与肿瘤的启动 增殖 凋亡 侵袭和转移 66 在一般情况下 当致炎因素如感染或组织损伤消除后 炎症反应随即终结 之后转变成为一种高度活跃 精细调控的平衡状态 这种炎症称之为 可控性炎症 在某些不确定因素的存在下 如持续的或低强度的刺激 靶组织处于长期或过度反应时 炎症无法从抗感染 组织损伤模式下转变成为平衡稳定的状态 导致炎症反应的持续进行 表现为 非可控性炎症 状态 67 非可控性炎症与肿瘤密切相关 肿瘤是永不痊愈的创伤炎症是肿瘤的十大特征之一自给自足生长信号 Self SufficiencyinGrowthSignals 抗生长信号的不敏感 InsensitivitytoAntigrowthSignals 抵抗细胞死亡 ResistingCellDeath 潜力无限的复制能力 LimitlessReplicativePotential 持续的血管生成 SustainedAngiogenesis 组织浸润和转移 TissueInvasionandMetastasis 避免免疫摧毁 AvoidingImmuneDestruction 促进肿瘤的炎症 TumorPromotionInflammation 细胞能量异常 DeregulatingCellularEnergetics 基因组不稳定和突变 GenomeInstabilityandMutation 68 15 20 的肿瘤归因于慢性感染 Hp感染与胃癌相关 乙型和丙型肝炎病毒引起肝细胞性肝癌 HPV引起宫颈癌 慢性胰腺炎与胰腺癌 炎症性肠病与直肠癌 前列腺炎与前列腺癌 所有的肿瘤动物模型和人类的肿瘤病灶中常见各种细胞因子 化学因子和炎细胞 诱导肿瘤的启动 促进肿瘤细胞增殖和肿瘤血管的形成 抵抗肿瘤细胞的衰老及凋亡 69 在非可控炎症状态下 炎症因子TGF TNF IL 1 IL 6持续上调 激活NF B和STAT3等信号通路 下调E cad 诱导间质标记物和MMPs的表达 诱导EMT的发生NF B是炎症信号通路的分子开关 也是沟通非可控性炎症与EMT之间的 桥梁 激活EMT相关的转录因子如slug Twist Zeb 诱导MMP 2 9的表达 促进基底膜的降解 从而诱导和促进EMT发生 70 炎症与EMT 正反馈 发生EMT的肿瘤能表达化学因子受体如CCR4 CCR7 CCR9 CCR10 CXCR4及其配体CXCR12 这些化学因子介导肿瘤细胞的粘附 运动以及远处转移EMT过程可直接刺激促炎因子的产生 如Snail上调COX 2 IL 2 6 8 71 非可控性炎症参与了EMT的启动和维持 而EMT过程增强肿瘤细胞侵袭和转移的能力 同时反馈性促进肿瘤微环境形成 以维持非可控性炎症状态 72 肿瘤干细胞与EMT EMT不仅赋予肿瘤细胞迁移和侵袭特征 还使肿瘤细胞具有干细胞的特性 促进肿瘤干细胞 cancerstemcells CSCs 的产生 发生EMT的肿瘤表达干细胞标记物 分离出的干细胞也表达EMT标志物 EMT与CSCs存在直接的联系 73 74 干细胞的特性 无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对放化疗不敏感干细胞的标记物 75 76 EMT与CSCs联合促进肿瘤进展 结肠癌组织中分离出表达CD44和CD166的肿瘤干细胞肿瘤细胞具有放化疗抗性 致瘤性增加 同时Snail表达增加并激活EMT结肠癌模型 侵袭宿主发生EMT的肿瘤细胞具有干细胞样特性 涉及多个信号传导通路 蛋白分子和MicroRNA Wnt cateninHedgehogNotch 77 肿瘤相关巨噬细胞与EMT 肿瘤转移时患者死亡的主要原因早在1889年 Paget提出肿瘤转移 种子与土壤 假说 器官微环境 土壤 可影响特定肿瘤细胞 种子 的种植 侵袭 存活 生长 结肠癌易转移到肝脏 肺癌易转移到骨 肾上腺和脑 前列腺癌易转移到骨 肿瘤的炎症微环境是肿瘤的十大特性之一肿瘤相关巨噬细胞是一种微环境的重要组成部分 占到50 EMT是肿瘤发生转移的第一步TAM促进肿瘤的侵袭和转移 78 79 TAM来源于骨髓CD34 骨髓干细胞 趋化因子 CCL2 CCL5 VEGF TGF 集落刺激因子 M CSF GM CSF 募集至肿瘤微环境中 在M CSF IL 6 IL 10作用下 单核细胞分化为成熟的巨噬细胞 80 TAM与肿瘤的侵袭和转移 TAM分泌TNF IL 6 IL 1 作用于NF B AKT和Wnt信号通路促进EMT 分泌EGF TGF 1 VEGF及IL 4活化PI3K AKT通路 直接下调E c