不可不了解的转换机制EMT
前段时间,小鱼儿我没事儿在网上晃荡的时候,突然发现这周Nature有一篇偶像大牛的文章很是有意思。这就是RobertA.Weinberg发表的《DistinctEMTprogramscontrolnormalmammarystemcellsandtumour-initiatingcells》,这让我很是惊喜。是的,上皮-间质转换(epithelial–mesenchymaltransitions,EMT)曾几何时也是大红大紫的研究热点,早年就曾经在同一年有两个国家自然基金的重大项目在支持EMT方向的研究,虽然近几年风头慢慢的被non-codingRNA盖过,但不可否认的是,EMT这个转换机制依然是一个在在机体相当重要的,我们不得不去了解的转换机制。小鱼儿凭着自己近几年也为EMT搬了几块砖,就斗胆在这儿跟大家闲话家常,咱也聊聊EMT的那点儿事儿。
先给大家一个背景小知识速览:
神马是EMT?
细胞从上皮细胞表型转变成间质细胞表型的过程被称作上皮-间质转换(epithelial–mesenchymaltransitions,EMT)而相反的转变过程则称为间质-上皮转换(mesenchymal–epithelialtransitions,MET)。
啥。。。细胞还会七十二变?那都有什么变化?
这么牛掰,那EMT究竟在体内起啥用?
说起EMT的整个发生发展过程,我们就不得不提起信号转导。在机体内有有多种细胞外信号能够激活EMT转换过程,胞内的EMT下游信号通路与参与该过程的转录因子共同组成了一个复杂又意义重大的信号网络,该信号网络包含有多个正反馈回路。这个复杂的相互作用网络确保了细胞在EMT转换后所获得的间质细胞表型能够稳定的表达。最近有人对乳腺上皮细胞进行了研究,结果发现持续激活的EMT转换作用可以导致细胞进行性表观改变(epigeneticalteration),最终导致细胞发生永久的可遗传改变,使得细胞外诱导信号消失之后,细胞仍然能将间质细胞表型遗传下去。因此,在某些特定情况下,EMT转换过程能够形成稳定的表型改变,并且将这种表性遗传下去,形成特定的细胞谱系。
那具体有有什么信号通路会引起EMT的发生呢?那就多了去了(就说是一个复杂的过程了么),比如TGF-β,Wnt,Notch等等。。。由于篇幅关系哈,小鱼儿就TGF-β这条通路在EMT中的功能跟大家简单介绍一下。
TGF-β被认为是在发育过程、癌症以及其他病理状态下诱导EMT最重要的因子。在一些体外培养的上皮细胞系中,单纯的TGF-β刺激就可以诱发EMT。在TGF-β信号通路中,其关键蛋白Smads家族蛋白已证明在TGF-β诱导的EMT过程中起着重要的作用。激活的Smad3可以促进EMT的发生,而转入显性失活突变的Smad3能够抑制在NMuMG细胞中TGF-β诱导的EMT。在EMT和纤维化的体内模型试验中发现使用Smad3基因敲除小鼠,在Smad3蛋白缺失情况下能够缓解上皮变性和纤维化、如晶体损伤模型,增值性玻璃体视网膜病变,以及UUO诱导的肾小管间质纤维化。与Smad3相似的是,Smad4在TGF-β诱导的EMT过程中也起着关键作用。使用RNA干扰技术降低Smad4在细胞中的表达能够抑制TGF-β诱导的E-cadherin的表达量降低,抑制体外的纤维化I型胶原的合成和体内骨代谢。在EMT发生的过程中,Smads蛋白能够和一系列与EMT转化过程相关的转录因子相结合,形成相应的转录抑制体或是转录激活体,从而对上皮细胞特异的基因表达进行下调,对间充质细胞特异的基因表达进行上调。与Smads形成复合体的EMT转录因子包括Zeb1/2、Snail1-Smad3/4复合体、beta-catenin-Smad2复合体、LEF1-Smad3/4复合体和Smad3-AP1-1复合体等。但是,也有研究工作表明TGF-β诱导的EMT过程存在一个先后的顺序,即Smads介导的细胞生长抑制作用先被关闭,之后才能开启EMT诱导的通路。另外,PI3K/Akt、MAPKs(Erksorp38)、RhoA和TRAF6/TAK1等信号通路也参与TGF-β诱导EMT的过程。因此,这些非Smads途径与Smads途径都参与EMT的发生,但它们如何共同调控TGF-β诱导的EMT有待进一步研究。
上面简单的介绍都是经过科研人员的大量的努力,发现了EMT背后的一些分子机制,也证明了它们对于临床肿瘤患者的重要意义,但是要根据EMT机制开发出有效的抗癌疗法,我们还有一些重要的基本问题需要解决。说了这么多,大家有没有也觉得EMT很有意思?欢迎大家一起为EMT添砖加瓦,为人类健康做贡献啦。
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