發(fā)育和疾病中的上皮間質轉化第1頁，課件共47頁，創(chuàng)作于2023年2月

一EMT及其特征

二EMT誘導者及其相關的信號通路

三發(fā)育中的EMT

四疾病中的EMT

五EMT與癌癥第2頁，課件共47頁，創(chuàng)作于2023年2月

一EMT及其特征

EMT（epithelial-mesenchymaltransition）即上皮間質轉化描述的是上皮細胞在與周圍間質的相互作用過程中逐漸獲得了某些間質細胞所特有的性狀的現(xiàn)象。上皮間質轉化不僅存在于多細胞生物的胚胎發(fā)生過程中，同時也存在于多種慢性疾病（如腎纖維化）的發(fā)病以及腫瘤的發(fā)展過程中。目前，研究EMT在腫瘤發(fā)生及其演進中的作用，已成為腫瘤研究中的熱點。第3頁，課件共47頁，創(chuàng)作于2023年2月EMT上皮細胞極性的喪失及其間質特性的獲得為主要特征，具體包括：（1）形態(tài)學的改變，具有上下極性的單層立方上皮細胞，轉變?yōu)榫哂羞w移突起的紡錘形間質細胞。（2）分化標志物的改變，細胞連接蛋白和細胞角蛋白轉變?yōu)椴ㄐ蔚鞍缀屠w維連接蛋白。（3）功能性的改變，固定細胞轉變?yōu)榭梢源┻^細胞外基質（ECM）的移動細胞。

第4頁，課件共47頁，創(chuàng)作于2023年2月

在EMT過程中表達上調的因子主要包括間質細胞標志物如纖維連接蛋白、波形蛋白、神經(jīng)鈣粘蛋白等，以及誘導EMT的細胞因子和轉錄調節(jié)因子如snail，E47等，還有對誘導EMT有輔助作用的MMP-2，MMP-9等。在EMT過程中表達下調的因子主要包括上皮細胞的標志物如上皮鈣粘蛋白，橋板蛋白，緊密連接蛋白，細胞角蛋白等。第5頁，課件共47頁，創(chuàng)作于2023年2月

一EMT及其特征

二EMT誘導者及其相關的信號通路

三發(fā)育中的EMT

四疾病中的EMT

五EMT與癌癥第6頁，課件共47頁，創(chuàng)作于2023年2月二EMT誘導者及其相關的信號通路

（一）EMT誘導者

1、Ｅ鈣粘蛋白抑制子依據(jù)對Ｅ鈣粘蛋白啟動子的作用，我們把E鈣粘白白蛋白抑制子分為兩類：直接結合到Ｅ鈣粘蛋白啟動子上并且抑制它的活性：方法Snail，Zeb，E47和KLF8間接抑制Ｅ鈣粘蛋白的轉錄：

Twist，Goosecoid和Foxc2第7頁，課件共47頁，創(chuàng)作于2023年2月第8頁，課件共47頁，創(chuàng)作于2023年2月

Snail通過與E-鈣粘蛋白啟動子區(qū)的E-盒結合，下調

E-鈣粘蛋白的表達。作為多效蛋白，Snail因子可能需要與其它蛋白相互協(xié)作以調控轉錄。例如，在TGFβ誘導的EMT中，Snail可以與Smad蛋白結合形成復合物，發(fā)揮輔阻遏物的作用，從而抑制上皮鈣粘蛋白的表達。雖然在誘導EMT過程中經(jīng)常發(fā)現(xiàn)Snail參與基因調控，但是其效應可能具有細胞依賴性。例如，Snail的激活通?？梢约せ頩eb，但是在一些不表達Snail的腫瘤中,也可以表達Zeb。第9頁，課件共47頁，創(chuàng)作于2023年2月

KFL８因子通過與E-鈣粘蛋白啟動子區(qū)的GC-盒直接結合，誘導了EMT和腫瘤的侵襲。

Twist和Goosecoid也間接下調了E-鈣粘蛋白的表達。位于Twist，Snail和Goosecoid下游的Foxc2不影響

E-鈣粘蛋白的表達，但是它促進了E鈣粘蛋白的細胞質定位，而且它的主要作用是誘導間質細胞表型。第10頁，課件共47頁，創(chuàng)作于2023年2月

在許多細胞中，Ｅ鈣粘蛋白抑制子通過調節(jié)許多基因的表達，抑制上皮細胞表型而促進間質細胞表型，從而發(fā)揮了EMT的誘導者作用。此外，它們抑制了上皮細胞極性和細胞分裂而促進了細胞的存活。因此，除了作為Ｅ-鈣粘蛋白表達的抑制子之外，它們也是上皮細胞表型以及細胞粘附和運動的調節(jié)者。第11頁，課件共47頁，創(chuàng)作于2023年2月

2、蛋白酶

一些蛋白酶可以誘導EMT。例如，MMP3通過增加細胞內(nèi)的活性氧誘導了EMT，反過來EMT誘導了Snail1的表達。在結腸癌細胞系中，Zeb轉錄以及E鈣粘蛋白下調之后，跨膜絲氨酸蛋白酶TMPRSS4也誘導了EMT，進而促進了轉移。第12頁，課件共47頁，創(chuàng)作于2023年2月

3、新的EMT誘導者

最近研究表明，一些細胞內(nèi)分子和外來因子也可以作為EMT的誘導者。例如，酪氨酸磷酸酶Pez和PRL3都能誘導EMT。在MDCK中，TGFβ誘導了Pez，Pez誘導了Snail和Zeb，進而誘導了EMT；Pez也誘導了TGFβ，從而形成了正反饋調節(jié)。在結腸癌細胞系中，PRL3激活PI3K/AKT通路，從而誘導了EMT。第13頁，課件共47頁，創(chuàng)作于2023年2月二EMT誘導者及其相關的信號通路（二）EMT相關的信號通路

第14頁，課件共47頁，創(chuàng)作于2023年2月

SnailRTKRasRafMAPKPI3KAKTTGFβSmadNotchHey1NF-kBβ-cateninWntsTwistEMT第15頁，課件共47頁，創(chuàng)作于2023年2月

最近研究表明，microRNA也可以通過控制EMT誘導者調節(jié)EMT。

miRNA-200家族(包括miR-200a、miR-200b、miR-200c、miR-141和miR-429)和miR-205共同調節(jié)E-鈣粘蛋白轉錄抑制因子Zeb1，這些miRNAs表達下降可上調Zeb1(與EMT和腫瘤的轉移密切相關)，抑制E-鈣粘蛋白表達，誘發(fā)EMT。相反，這些miRNAs過表達可逆轉EMT，誘發(fā)間質上皮轉化(MET)。

Zeb1可以結合到miR-200c和miR-141的啟動子上抑制它們的表達，從而增強了Zeb1維持間質細胞表型的能力。第16頁，課件共47頁，創(chuàng)作于2023年2月第17頁，課件共47頁，創(chuàng)作于2023年2月

一EMT及其特征二EMT誘導者及其相關的信號通路三發(fā)育中的EMT

四疾病中的EMT

五EMT與癌癥第18頁，課件共47頁，創(chuàng)作于2023年2月三發(fā)育中的EMT

在胚胎發(fā)育過程中，許多組織建構過程都觀察到了EMT,包括中胚層的形成，神經(jīng)嵴發(fā)育，心瓣膜發(fā)育以及次生腭的形成等。上皮間質轉化是可逆的。EMT和MET若干次的轉變對于特定細胞的分化和內(nèi)部器官復雜三維結構的形成是必要的，把這些連續(xù)的轉變稱為初級EMT，次級EMT和三級EMT。第19頁，課件共47頁，創(chuàng)作于2023年2月三發(fā)育中的EMT第20頁，課件共47頁，創(chuàng)作于2023年2月三發(fā)育中的EMT

（一）初級EMT

1、原腸胚的形成

原腸胚是胚胎發(fā)育中一個極為重要的時期,胚胎從囊胚未分化的分裂球發(fā)育成為具有內(nèi)、中、外三個胚層的原腸胚,并將決定其各器官原基,它是通過空間和時間方面的緊密結合,復雜的形態(tài)發(fā)生運動而完成的。

原腸胚形成是指形成三胚層（內(nèi)胚層、中胚層和外胚層）的形態(tài)發(fā)生過程，它也用于描敘在EMT之前或之后的單個胚層的形態(tài)發(fā)生過程。

第21頁，課件共47頁，創(chuàng)作于2023年2月三發(fā)育中的EMT（1）無脊椎動物的原腸胚形成①海膽胚胎原腸胚形成

Ⅰ.海膽胚胎原腸胚形成示意圖第22頁，課件共47頁，創(chuàng)作于2023年2月三發(fā)育中的EMTⅡ.海膽胚胎原腸胚形成基因調控網(wǎng)絡第23頁，課件共47頁，創(chuàng)作于2023年2月三發(fā)育中的EMT②果蠅胚胎原腸胚形成Ⅰ.果蠅胚胎原腸胚形成示意圖第24頁，課件共47頁，創(chuàng)作于2023年2月三發(fā)育中的EMTⅡ.果蠅胚胎原腸胚形成基因調控網(wǎng)絡第25頁，課件共47頁，創(chuàng)作于2023年2月三發(fā)育中的EMT（2）脊椎動物的原腸胚形成第26頁，課件共47頁，創(chuàng)作于2023年2月三發(fā)育中的EMT

（一）初級EMT2、神經(jīng)嵴

神經(jīng)嵴(neuralcrest，NC)是脊椎動物胚胎發(fā)育早期一個暫時性結構，位于神經(jīng)管背側，是具有遷移特點和多向分化潛能的細胞群。神經(jīng)嵴細胞經(jīng)歷EMT并且脫離神經(jīng)管，然后再分化成不同結構，包括顱骨，外周神經(jīng)系統(tǒng)，內(nèi)分泌細胞和黑素細胞。第27頁，課件共47頁，創(chuàng)作于2023年2月三發(fā)育中的EMT（1）神經(jīng)嵴的形成過程第28頁，課件共47頁，創(chuàng)作于2023年2月三發(fā)育中的EMT

（2）神經(jīng)嵴細胞的遷移

在神經(jīng)嵴細胞的EMT中，鈣粘蛋白發(fā)揮了重要作用。神經(jīng)嵴細胞從神經(jīng)管分離的過程涉及N-鈣粘蛋白和鈣粘蛋白6B的下調以及Ⅱ型鈣粘蛋白(如鈣粘蛋白7和11)的表達，例如，少量的Ⅱ型鈣粘蛋白使得嵴細胞脫離神經(jīng)管。在小雞胚胎中，神經(jīng)嵴細胞從神經(jīng)管分離涉及ADAM10蛋白酶介導的N-鈣粘蛋白的分解，然后N-鈣粘蛋白的胞質部分與β-連環(huán)蛋白一起轉運到核內(nèi)活化周期蛋白D1并且促使神經(jīng)嵴細胞離開了G1期，進而使細胞遷移。第29頁，課件共47頁，創(chuàng)作于2023年2月三發(fā)育中的EMT

在小雞胚胎中，鈣粘蛋白6B也可以調節(jié)神經(jīng)嵴細胞的遷移。神經(jīng)嵴細胞從神經(jīng)管的分離涉及鈣粘蛋白6B的下調，研究表明，鈣粘蛋白6B的敲除導致了神經(jīng)嵴細胞的過早遷移，而鈣粘蛋白6B的超表達阻止了神經(jīng)嵴細胞的遷移。鈣粘蛋白6B下調的準確時間直接受到Snail2的調控。除了鈣粘蛋白之外，小分子GTP酶在神經(jīng)嵴的EMT中也起了重要作用。小分子GTP酶在建立神經(jīng)嵴EMT轉錄因子自我調控網(wǎng)絡中發(fā)揮了主要作用。第30頁，課件共47頁，創(chuàng)作于2023年2月三發(fā)育中的EMT

（二）次級EMT

細胞通過初級EMT分化成不同類型的細胞。在原腸胚形成之后，中胚層細胞再分成軸中胚層，軸旁中胚層，中間中胚層和側中胚層，這些細胞群通過MET分別形成不同的臨時上皮結構，即：脊索，體節(jié)，泌尿生殖系統(tǒng)前體以及胚體壁和內(nèi)臟壁。除脊索之外，這些上皮細胞經(jīng)歷次級EMT形成分化潛能受到限制的間質細胞。第31頁，課件共47頁，創(chuàng)作于2023年2月三發(fā)育中的EMT第32頁，課件共47頁，創(chuàng)作于2023年2月三發(fā)育中的EMT（三）三級EMT——心臟的發(fā)育

心臟的形成經(jīng)歷了三次連續(xù)的EMT和MET循環(huán)。

TGFβR，Notch和ErbB信號通路調控形成心臟瓣膜的EMT。第33頁，課件共47頁，創(chuàng)作于2023年2月

一EMT及其特征二EMT誘導者及其相關的信號通路三發(fā)育中的EMT

四疾病中的EMT

五EMT與癌癥第34頁，課件共47頁，創(chuàng)作于2023年2月四、疾病中的EMT

（一）器官纖維化

纖維化由于成纖維細胞的病理性激活所致，即成纖維細胞轉變?yōu)槌衫w維肌細胞，成纖維肌細胞積累并分泌過多的膠原，這些膠原被當作纖維儲存形成纖維化膠原網(wǎng)絡，從而破壞了器官功能并且導致了器官的變性。研究表明，這些成纖維肌細胞是通過EMT形成的。第35頁，課件共47頁，創(chuàng)作于2023年2月

EMT目前被認為是腎臟纖維化的主要因素，它導致腎臟間質成纖維肌細胞的增生，最終導致腎小管的纖維化。在腎纖維化過程中，BMP-7和

TGFβ是兩種主要的調節(jié)因子，而且在病人的纖維化組織中發(fā)現(xiàn)了高水平的TGFβ。第36頁，課件共47頁，創(chuàng)作于2023年2月

（二）癌癥的發(fā)展

EMT雖然在體外癌細胞模型中得到了證明，但是由于缺少EMT和癌癥發(fā)展相關性的臨床證據(jù)，因此，EMT在癌癥發(fā)展中的作用以及它與癌癥發(fā)展的關系仍舊存在著爭議。最近的研究表明，在結腸癌中，侵襲前端發(fā)生了EMT并且生成了不能表達Ｅ-鈣粘蛋白的單個移動細胞。其它實體瘤也出現(xiàn)了這種現(xiàn)象，如乳腺癌的侵襲前端出現(xiàn)了EMT表型。另外，體內(nèi)成像也提供了腫瘤發(fā)展中EMT的證據(jù)。第37頁，課件共47頁，創(chuàng)作于2023年2月

一EMT及其特征二EMT誘導者及其相關的信號通路三發(fā)育中的EMT

四疾病中的EMT

五EMT與癌癥第38頁，課件共47頁，創(chuàng)作于2023年2月五EMT與癌癥

（一）EMT與衰老和死亡的抗性（二）EMT與化療和免療的抗性（三）EMT與免疫監(jiān)督，免疫抑制和炎癥（四）EMT賦予干細胞特征（五）針對EMT信號通路的癌癥治療第39頁，課件共47頁，創(chuàng)作于2023年2月五EMT與癌癥

（一）細胞死亡和衰老的

TGFβ是Snail表達的有效誘導者，Snail可以抗細胞死亡而促進細胞存活。因此，在TGFβ長期作用下，許多細胞通過激活E-鈣粘蛋白抑制子發(fā)生EMT。Twist也有類似的作用。

EMT也可以阻止細胞的衰老。Twist1和Twist2通過抑制了p16/ink4a和p21/cip阻止了細胞的衰老。因此，在通過抑制抗癌的兩種機制—衰老和凋亡而確保微轉移細胞的存活時，EMT誘導者的組成型表達可以維持間充質細胞表型和侵襲表型。第40頁，課件共47頁，創(chuàng)作于2023年2月五

EMT與癌癥

（二）EMT與化療和免療的抗性

經(jīng)歷EMT的腫瘤可以抵抗傳統(tǒng)的化療。例如，發(fā)生EMT的MCF7細胞對紫杉醇產(chǎn)生抗性，在MCF7細胞中Twist和它的靶基因表達量增加了。然而，Twist的缺失可以逆轉抗藥性。Snail通過對抗P53介導的凋亡，也賦予了對紫杉醇，阿霉素和輻射的抗性。miR-200c超表達（EMT的負調節(jié)子）恢復了化療的敏感性。第41頁，課件共47頁，創(chuàng)作于2023年2月五EMT與癌癥

（三）免疫監(jiān)督，免疫抑制和炎癥

腫瘤通過誘導耐受性或者修飾它們的表型可以逃脫免疫監(jiān)督。事實上，借助EMT一些腫瘤確實逃脫了免疫監(jiān)督。

Snail表達與乳腺癌的復發(fā)有關，而且與免疫抑制細胞因子的激活有關。因此，Snail和EMT不僅通過增強侵襲，而且通過多種免疫抑制機制來促進癌癥轉移。

炎癥誘導了NF-κB，進而增加了EMT誘導者（尤其是Snail）的表達，從而誘導了EMT。炎癥也與癌癥的發(fā)展和纖維化相關，最近研究證明炎癥誘導的EMT對這種聯(lián)系是非常重要的。第42頁