《Signal Transduction and Targeted Therapy》:Role of epithelial-mesenchymal transition (EMT) in malignancies: current status and future prospects
上皮-间充质转化(EMT)是一种生物过程,涉及上皮细胞转化为更具移动性和侵袭性的间充质细胞。虽然EMT对于胚胎成熟和组织修复等典型生理功能至关重要,但其与癌症的关联常常导致肿瘤增殖、转移和治疗抵抗。这种转化使肿瘤能够获得促进侵袭、迁移和抵抗细胞死亡的特征。因此,揭示癌症中EMT激活的复杂机制将有助于推进个性化医学并设计针对转移性疾病更有效的治疗方案。抑制EMT具有限制癌细胞侵袭和转移的潜力,最终改善患者预后。EMT诱导可由多种因素触发,包括细胞外信号、外部物质以及缺氧等病理条件。本论文主要探讨EMT在肿瘤起始和进展中的作用,以及促进其激活的因素。借助尖端技术和改进的实验方法,研究人员可以更有效地研究EMT背后的复杂分子事件网络,从而发现新的生物标志物并推动治疗进展。通过利用这些进展,研究人员能够更好地揭示EMT的复杂性,并为个性化医学的进步和受EMT相关疾病影响的患者改善治疗策略铺平道路。理解驱动EMT的细胞事件和信号级联反应有助于开发破坏或逆转这一过程的干预措施。
上皮-间充质转化(EMT)是一种细胞生物学程序,若异常激活,会促进肿瘤侵袭和转移。虽然EMT通常与癌的侵袭性特性相关,但其作用超出了癌症进展范畴。有证据支持EMT与自身免疫疾病及纤维化之间存在相关性
1,2。这表明自身免疫性疾病和纤维化疾病的病理生理学可能受EMT影响。显然,许多生物过程,如胚胎发生、组织形态发生和成人伤口愈合,都关键依赖于EMT。在胚胎发生过程中,EMT参与原肠胚形成,即形成内胚层、中胚层和外胚层的过程,这些胚层对产生不同组织和器官至关重要
3。然而,在癌症中,EMT常常被激活,导致恶性肿瘤进展和癌细胞侵袭性增加,使其能够渗透邻近组织并迁移至身体其他部位
4。因此,上皮细胞不再具有紧密连接的特征,并发展出间充质细胞中常见的迁移和侵袭特性
5。经历EMT的上皮细胞也表达与非上皮细胞状态(即间充质状态)相关的特定标志物。这些标志物包括神经钙黏蛋白(N-cadherin),以及波形蛋白(vimentin)和纤连蛋白(fibronectin)
6。细胞黏附分子N-cadherin主要存在于神经组织中,在EMT过程中其表达增加。中间丝蛋白vimentin提供细胞结构支持,通常存在于间充质细胞中,而细胞外基质蛋白fibronectin帮助细胞黏附于周围环境,并在EMT期间表达增加(图1)。理解控制连接稳定性的细胞机制有助于研究人员理解EMT,同时创建阻止或逆转这一过程的方法。保持细胞连接可以防止癌细胞侵袭组织并在全身扩散,从而改善患者预后
7。EMT过程显示N-cadherin水平升高,同时E-cadherin水平降低。除了肿瘤进展,肿瘤细胞还可以通过诱导EMT上调免疫抑制分子(如免疫检查点)来抑制免疫应答,导致免疫细胞耗竭
8,9。EMT在肿瘤起始、进展和治疗抵抗中已确立的作用伴随着其促进癌细胞从原发部位分离并侵袭邻近组织的能力,但应注意,单独的EMT不足以成功定植,而定植标志着转移过程的最后阶段
10。“定植”一词描述的是癌细胞在身体不同部位形成新肿瘤的能力。为了进行定植,癌细胞必须适应新环境、存活、避免免疫监视,并创建一个有利于新肿瘤形成的微环境生态位
11。显然,EMT的激活是许多癌症类型中观察到的普遍特征,因为它帮助癌细胞获得侵袭性特性并促进其增殖,使其成为恶性肿瘤进展中的一个重要过程
12。值得注意的是,主要的EMT诱导物是EMT诱导转录因子(EMT-TF),即Zeb1、Twist1/2、Snail(SNAI1)和Slug(SNAI2)。EMT-TF的细胞功能包括细胞增殖、程序性细胞死亡和分化,并且在将细胞结合在一起形成组织、调节与细胞运动性相关的基因激活、允许细胞在组织内或迁移到不同位置,以及降解细胞外基质成分中起关键作用
13。此外,外部信号可以激活EMT-TF,如WNT、Sonic Hedgehog(Shh)和NOTCH信号通路,以及有丝分裂原因子,如表皮生长因子(EGF)、血小板衍生生长因子(PDGF)、血管内皮生长因子(VEGF),以及更重要的转化生长因子-β(TGF-β)。在来源于上皮组织的癌细胞(即癌细胞)中,EMT的激活不是常见的内在过程。相反,它意味着可能需要来自肿瘤微环境的外部因素或信号来触发这些细胞中的EMT。这些信号可以来自邻近细胞、免疫细胞或肿瘤周围的细胞外基质
14。
在过去的十年科学研究中,EMT和肿瘤免疫学已成为研究人员的主要课题。其原因在于EMT影响癌细胞的物理特性,同时影响免疫系统对这些细胞的识别和应答。肿瘤细胞改变EMT特性以逃避免疫监视,然后继续生长和扩散
15。科学界最初认为EMT作为一个开/关开关,将细胞完全从上皮状态转变为间充质状态
16。大量研究表明,EMT通常保持部分而非完全状态,导致细胞同时表现出上皮和间充质特征,即混合上皮/间充质(E/M)状态或准间充质(qM)表型。qM细胞维持特定的上皮特性,包括E-cadherin表达,同时发展出增强运动性和凋亡抵抗的间充质特征
17,18。因此,对EMT的理解已经演变,现在被认为是一种多效性和可塑性的变化
16。在EMT的背景下,多效性指单个基因或过程的多重效应,在不同细胞或组织中表现为不同的结果和转变水平,而可塑性指细胞经历部分EMT或恢复其原始上皮状态的能力
19。强调研究恶性肿瘤中EMT更高重要性的主要原因是为理解癌症行为铺平道路,因为非遗传过程,特别是EMT程序,被认为驱动了侵袭-转移级联反应的各个阶段
20。本质上,遗传因素主要导致癌症发展的普遍观点已受到证据的挑战,这些证据表明几乎所有类型癌症的进展和侵袭都涉及一种称为EMT的现象
21。此外,qM在赋予癌细胞治疗抵抗中的重要性也得到了强调,需要进一步研究癌症动力学和精准疗法的发展
21。免疫细胞与EMT之间已显示出显著的相关性,例如非小细胞肺癌(NSCLC)中EMT与Treg细胞的相关性
22,膀胱癌中PD-L1表达增加以增强免疫逃逸
23,以及乳腺癌中PD-L1和Treg水平升高导致T细胞耗竭
24。此外,卵巢癌已显示EMT与肿瘤生长之间存在不良关联
25。研究表明,具有较高间充质特征程度(qM肿瘤)的肿瘤,其微环境中往往有免疫抑制细胞,如M2样巨噬细胞和Treg细胞
26。此外,这些肿瘤倾向于将CD8
+ T细胞排斥到癌细胞的边缘,并对抗CTLA4治疗表现出增强的抵抗性
27。为了有效应对恶性肿瘤,必须检查肿瘤细胞、防御细胞及其相互作用如何促进癌症进展。随着技术和实验室工具(如多组学/NGS技术、CRISPR/Cas、多个单细胞RNA测序和类器官模型等)的不断进步,预计将加速发现新的EMT生物标志物以及开发靶向和个性化疗法
28,29,30,31,32。毫无疑问,信号转导在这方面起着关键作用,并且如前所述,EMT在肿瘤发病机制的所有方面都具有重要意义,从肿瘤起始、进展到治疗抵抗
33,34,35。因此,研究EMT程序和分子机制为开发治疗应用(如免疫检查点抑制剂(ICI)、CAR-T细胞和化疗)打开了大门。例如,WNT5A、SNAIL和vimentin之间的联系可能导致E-cadherin的抑制
36。此外,WNT的典型配体WNT3A可以抑制乳腺癌HER-2患者中E-cadherin的表达。另外,其他信号通路,如TLR4/IL-10,可以通过肿瘤相关巨噬细胞(TAM)在胰腺癌中辅助诱导EMT程序
37。与TAM共培养通过产生叉头盒Q1(FOXQ1)促进胃癌细胞中的EMT。
本综述旨在全面分析EMT在肿瘤起始、进展和治疗抵抗中的作用,特别强调其与癌症免疫的新兴相互作用。研究人员进一步讨论了促进癌细胞中EMT的关键分子驱动因素,包括转录因子、表观遗传调控因子和信号通路,并探讨了它们对免疫逃逸的影响。识别新的EMT相关生物标志物对于早期癌症检测、患者分层以及开发靶向治疗策略至关重要。转录组学和空间分析技术的进步为解析肿瘤微环境中的EMT动态开辟了新途径,加强了该领域转化研究的迫切需求。
**EMT在癌症中的研究历史**:Greenburg和Hay发现上皮细胞可以在三维胶原凝胶培养中转化为间充质样细胞,因此他们将这种转化称为上皮-间充质转化。散射效应可视化归因于肝细胞生长因子(HGF),表明特定生长因子在诱导上皮-间充质转化中发挥作用
38。在2000年代,主要的转录因子如Snail、Twist和ZEB被认为是EMT的调节因子,通过促进间充质特征和抑制上皮标志物
38。自2010年代以来,EMT被认为在癌症转移、干性和耐药性中发挥作用,导致其被视为肿瘤学中的治疗靶点
33,34,39。在2020年代,研究追踪了EMT的可逆性(间充质-上皮转化或MET),并定义了其在转移和肿瘤异质性方面的一些后果
38。
EMT是一个转分化过程,其中上皮细胞发展出间充质特征,失去细胞-细胞黏附以及顶端-基底极性,并获得迁移和侵袭能力
17,40。这种动态细胞程序在癌症进展中发挥多重作用。例如,在肿瘤发生过程中,EMT的功能允许早期上皮肿瘤细胞从原发肿瘤微环境中分离,突破基底膜,并进入周围基质
41。在转移的背景下,EMT还促进癌细胞进入血管,影响其在循环中的存活,并随后帮助外渗到远端部位,随后可能发生间充质-上皮转化(MET)以进行定植
42。间充质样肿瘤细胞具有较低的增殖指数、增强的抗凋亡信号反应和癌症干细胞样(CSC)特征,从而有助于发展与EMT相关的治疗抵抗
43。另一方面,EMT通过调节免疫检查点以及抗原呈递影响免疫逃逸
44。
EMT是一个复杂且受严格调控的细胞过程,其中多种分子调节因子在不同水平上运作(图2)。转录因子(EMT-TF),Snail、Slug、Twist和ZEB1/2,处于这一调控架构的最前沿。这些EMT转录因子下调上皮标志物(如E-cadherin),同时上调间充质标志物(如N-cadherin和vimentin)。微小RNA(miRNA),特别是miR-200家族、miR-34和miR-205的成员,已知在转录后精细调节EMT-TF的有效性,即它们通常充当EMT的制动器。长链非编码RNA,例如MALAT1、HOTAIR和ZEB2-AS1,通过调节染色质状态或作为miRNA海绵来增强EMT
45。表观遗传调控构成了另一个重要层面,其中DNA甲基转移酶(例如DNMT1)、组蛋白去乙酰化酶(HDAC)和甲基转移酶(例如EZH2)作用于染色质,沉默与上皮身份相关的基因或激活间充质基因程序
46。通过可变剪接,可以看到EMT期间上皮细胞特异性剪接因子(如ESRP1和ESRP2剪接因子)的下调和间充质特异性剪接因子(如RBFOX2)的上调
47。翻译后机制的任何标志似乎都参与EMT:一个例子是GSK3β介导的磷酸化导致Snail降解,而USP10的去泛素化稳定Snail蛋白
48。
众多信号级联汇聚于EMT程序,形成复杂的通路相互作用和串扰网络。TGF-β是主要的EMT诱导剂之一,通过经典SMAD依赖性信号和非经典通路(PI3K/AKT、MAPK和Rho GTPase)发挥作用
49,50。Wnt/β-catenin通路通过稳定β-catenin促进EMT,β-catenin随后作为EMT-TF的转录共激活因子。Notch信号轴诱导Snail和Slug表达,并与缺氧和炎症信号协同作用。特别是通过GLI1信号成分,Hedgehog(Hh)在不同肿瘤中激活ZEB1以激活上皮-间充质转化过程
51。此外,通常由慢性炎症激活的NF-κB通路与EMT-TF协同作用,为肿瘤生存提供条件
52。Hippo通路通过其下游效应因子YAP和TAZ进行调节,整合机械和致癌信号以激活EMT并维持干性
53。除此之外,受体酪氨酸激酶(RTK)如EGFR也可激活RAS/MAPK和PI3K/AKT下游通路,这些通路在致癌应激下对EMT至关重要
54,55。EMT通过代谢调节被激活。确切地说,由HIF-1α驱动的缺氧条件和向糖酵解的代谢重编程促进了EMT和侵袭
56,57。
EMT在各种癌症中发挥核心作用,例如三阴性乳腺癌(TNBC),其中经常过表达的EMT-TF如Snail和Twist介导上皮和间充质状态之间的可塑性,从而增加转移潜力
58。此外,EMT过程赋予对化疗药物如阿霉素和紫杉醇的抵抗性
59。此外,该过程的许多标志与乳腺癌肿瘤内CSC样群体的富集相关。在NSCLC中,假设EMT参与了EGFR酪氨酸激酶抑制剂(EGFR-TKI)的重要抵抗
60。TGF-β和Wnt信号诱导间充质特征以促进肿瘤的侵袭和转移。EMT还与免疫监视降低同时发生,以增加免疫逃逸机制
61。大多数胶质母细胞瘤被描述为间充质亚型,其特征是EMT过程的激活。胶质瘤干细胞(GSC)可以通过与EMT相关的基因特征来识别,并且是治疗抵抗机制的一部分
62。已发现电离辐射和替莫唑胺可激活EMT样应答。同时,NF-κB和STAT3通路维持间充质表型和对治疗的抵抗
63。表1提供了FDA批准的药物和针对癌症EMT的临床试验总结。
**EMT的影响:从生理事件到肿瘤进展**:EMT程序超越细胞生物学过程,涵盖从生理事件到肿瘤进展的多种作用。本节旨在简要总结EMT的多方面功能。特别关注其在肿瘤发病机制中的作用,概述了可以诱导EMT的因素和外部信号通路。
**EMT在生理事件中**:EMT信号通路对基本发育过程(包括原肠胚形成、组织形态发生和伤口愈合)的贡献已得到充分记录和证实
64,65,66。此外,EMT可分为三种不同类型,Wang等人和Marconi等人的研究强调了2型EMT在伤口愈合过程中的重要作用。这些研究表明,2型EMT主要由炎症细胞和成纤维细胞促进
67。1型EMT主要参与胚胎发育,而3型EMT与癌的进展相关
64,68。由p38 MAPK(丝裂原活化蛋白激酶)通路介导的氧化应激在妊娠期间诱导人和小鼠羊膜中的EMT
69。换句话说,在暴露于氧化应激的原代人羊膜上皮细胞培养物中观察到EMT,但这一过程被妊娠维持激素孕酮(P4)逆转。发现TGF-β激活激酶1结合蛋白1(TAB1)和p38 MAPK在氧化应激或TGF-β刺激的EMT过程中发挥作用
70。另一方面,P4通过PGRMC2和c-MYC触发原代人羊膜间充质细胞(AMC)中的反向EMT转化,即间充质-上皮转化(MET)
70。
一种覆盖身体组织表面的细胞类型称为上皮细胞。这些细胞通过专门的连接紧密连接。这些连接包括紧密连接、黏附连接和桥粒,确保组织能够承受机械力、调节物质流动并促进细胞通讯
71。紧密连接位于上皮细胞的顶部表面,封闭相邻细胞之间的空间,防止物质通过细胞间隙。此外,黏附连接通过细胞表面分子(称为上皮钙黏蛋白(E-cadherin))的相互作用形成。这些分子充当“胶水”将相邻上皮细胞结合在一起,维持上皮层的完整性和结构。桥粒出现在上皮细胞的所有侧面,通过连接细胞之间的中间丝提供额外强度。侧向细胞-细胞连接在维持上皮组织的核心特征和功能特性方面起着至关重要的作用。这些连接通过引导物质通过特定的运输途径来控制物质运动,并阻止有害物质到达表面下的组织。组织从这些连接中获得结构支持,使其能够保持完整并维持正常功能。然而,在EMT进展过程中,细胞-细胞连接受到破坏。EMT的主要阶段始于E-cadherin表达降低,导致黏附连接破坏,同时打破细胞-细胞黏附,从而触发EMT启动
72。上皮细胞通过EMT获得移动性,因为这一过程将它们与邻近细胞分离并赋予其侵袭能力。组织形态发生利用EMT使细胞改变其特性并移动到特定位置,从而帮助塑造和形成发育中的组织
73。包括心脏、神经管和其他器官在内的结构发育依赖于这一过程。例如,在伤口愈合中,EMT将伤口边缘的上皮细胞转化为间充质表型,使其能够迁移到伤口部位并参与修复过程
67。在这种转化之后,这些细胞发展出各种组织再生细胞类型以修复受损区域。
**EMT在恶性肿瘤中**:细胞在激活EMT过程时会经历多种变化。在此过程中,上皮细胞标志物(包括E-cadherin)的表达水平显著降低。经历EMT的细胞停止产生上皮标志物,同时开始产生间充质标志物,如波形蛋白(vimentin)和纤连蛋白(fibronectin)。Vimentin和fibronectin作为结构蛋白,主要存在于间充质细胞中
74。细胞通过表达这些标志物获得间充质特性,使其能够更自由地移动和侵袭组织
75。通过标志物表达变化激活EMT也触发了特定EMT诱导转录因子(EMT-TF)的产生,包括Zeb1、Twist、Snail和Slug。这些EMT-TF的调节功能控制着定义癌细胞间充质性质的基因表达模式。这些转录因子通过启动或阻止驱动从上皮到间充质状态转化的特定基因的激活来控制基因表达
76。理解EMT-TF如何控制染色质结构以及基因调控,可能有助于科学家开发针对EMT相关疾病(如癌症转移)的特异性疗法(图3)。表2提供了针对癌症EMT的临床试验的全面总结。
除了在转移中的作用,EMT越来越被认为是治疗抵抗的关键驱动因素。间充质样肿瘤细胞表现出增强的药物外排、凋亡抵抗、免疫逃逸和获得干细胞样表型等特征,这些特征严重限制了当前疗法的有效性
77。因此,靶向EMT及其调控回路代表了一种有希望克服抵抗并改善患者预后的策略。表3总结了EMT诱导的抵抗的分子机制以及旨在逆转它们的当前或新兴治疗策略。后续章节提供了对这些策略(包括EMT转录因子、表观遗传调控因子、信号通路和肿瘤微环境成分)的更深入机制分析。
**混合E/M状态和MET**:EMT不是二元开关,而是细胞可塑性的动态连续体。细胞通常存在于混合上皮/间充质(E/M)状态,共表达上皮和间充质标志物,这增强了迁移能力、干性和免疫逃逸。在TNBC中,环境污染物双酚S(BPS)激活SHH-Gli1轴,促进CSC样特性并增强混合表型
78。BPS、BPA和PFNA等试剂类似地诱导KRT8和KRT14的共表达,分别是腔上皮和基底上皮身份的标志。这些混合状态在循环肿瘤细胞和基底样乳腺癌中富集,在那里它们与免疫逃逸相关,特别是通过CD38介导的PD-L1表达
79。已显示抑制CD38可增强抗肿瘤免疫并使肿瘤对免疫检查点阻断敏感。在NSCLC中,混合肿瘤通过趋化因子抑制(CXCL1、CXCL8)表现出受损的NK细胞浸润,导致预后不良
80。
在可塑性谱的另一端是间充质-上皮转化(MET),也称为反向间充质转化(RMT)。MET是向上皮表型的逆转,通过恢复细胞-细胞黏附和上皮极性促进转移定植
81。尽管EMT的调控已得到充分表征,但驱动MET的机制仍不太清楚。已知促进MET的转录和转录后调节因子包括OVOL1、OVOL2和miR-200家族成员,它们抑制间充质基因表达并诱导上皮基因程序。Fan等人的一项研究表明,OVOL1促进TGF-β I型受体的降解,从而减少EMT信号传导并限制乳腺癌细胞的侵袭性
82。Morris等人研究了肌动蛋白结合蛋白fascin(FSCN1)与EMT-TF在胰腺导管腺癌(PDAC)中的相互作用
83。他们基于人体组织的研究揭示了早期PanIN病变中EMT-TF如Slug/SNAI2的上调,随后在晚期阶段FSCN1升高。这些发现表明存在一个层级EMT级联反应,其中EMT-TF启动转化,可能通过FSCN1为细胞肌动蛋白细胞骨架重塑做准备,从而驱动侵袭性和疾病进展。该研究还支持FSCN1作为预后标志物,可能反映EMT进展。在间充质TNBC中,抑制转录抑制因子ZHX2恢复E-cadherin表达并促进具有降低侵袭性的混合MET表型
84。这种可逆转变提供了限制可塑性的治疗机会。一致地,CDH1、CDH5和ZEB1的差异调控定义了各种癌症中的可塑性
85。SNAIL-miR-200-ZEB轴作为分子变阻器,调节沿着上皮-混合-间充质谱系的细胞状态转变
86。
**EMT-TF**:上皮-间充质转化(EMT)由一组核心转录因子协调,这些转录因子将上皮细胞重编程为运动性、侵袭性表型。关键的EMT转录因子,包括Snail、Slug、Twist和ZEB蛋白,整合了不同的肿瘤微环境信号,以促进癌症中的转移和治疗抵抗(图4)。
**锌指E-box结合同源框(ZEB)**:锌指E-box结合同源框(ZEB)是一种由ZEB1基因编码的蛋白质,该基因位于人类染色体10p11.2。ZEB1蛋白在调节各种重要细胞功能(如细胞周期、细胞衰老和程序性细胞死亡)中发挥关键作用。低水平的蛋白精氨酸甲基转移酶1(PRMT1)导致细胞周期G1期细胞生长抑制,导致四倍体。发现PRMT1激活ZEB1的转录,进而促进EMT程序。此外,PRMT1对ZEB1的激活也阻止了细胞衰老。换句话说,ZEB1支持癌基因激活凋亡和细胞衰老,这在癌症进展和侵袭中起重要作用。更重要的是,ZEB1在染色质调节中起关键作用,通过染色质结构修饰控制基因表达。通过直接DNA相互作用,ZEB1抑制上皮基因(包括有助于维持上皮特征的E-cadherin)的表达。除了其直接的DNA结合活性外,ZEB1与Sirt1相互作用,形成作为组蛋白去乙酰化酶复合物的复合物。HDAC从组蛋白上去除乙酰基会产生更紧密、转录抑制性更强的染色质结构。通过其与Sirt1的相互作用,ZEB1将组蛋白去乙酰化酶招募到E-cadherin启动子区域,导致其在前列腺癌、胰腺癌和结直肠癌细胞中的表达沉默
87。此外,ZEB1蛋白通过招募HDAC1和DNMT1酶来修饰E-cadherin启动子处的染色质结构。HDAC1的组蛋白去乙酰化活性和DNMT1的DNA甲基化功能导致基因抑制。研究结果表明,ZEB1与NuRD蛋白复合物形成复合物,该复合物进行染色质结构修饰并控制基因表达过程。研究人员发现,染色质域解旋酶家族的成员对转移性NSCLC的存活至关重要
88。这表明ZEB1表达与各种上皮癌的不良临床预后相关。进一步扩展EMT-TF的功能层级,Lien等人证明ZEB1是原发性乳腺癌中自发性EMT的早期和必需调节因子
89。敲低ZEB1不仅逆转了EMT,而且还下调了其他EMT-TF(如ZEB2),提示存在具有协同功能的潜在ZEB1-ZEB2轴。有趣的是,研究还强调了EMT-TF的上下文依赖性,指出在他们的数据集中,TWIST1和SNAI1/2并不一致地与EMT标志物相关
90。这些结果为EMT异质性以及EMT-TF表达的内在驱动因素与微环境驱动因素提供了关键见解
90。
尽管有标准治疗,包括手术切除、放射治疗、化疗(传统疗法)和免疫治疗,但癌症仍具有高度侵袭性且预后不良
91。将体外产生的树突状细胞(DC)与细胞因子诱导的杀伤细胞(CIK)(主要是NKT)结合,DC-CIK是一种广泛适用、易于生产且不受MHC限制的免疫疗法
92,93。在Siebzehnrubl等人的一项研究中,证明ZEB1在侵袭性胶质母细胞瘤细胞中表达
94。确切地说,ZEB1似乎在高达50%的胶质母细胞瘤患者中主导这些过程。尽管已知β-catenin可诱导ZEB1表达,但在该研究中,作者未检测到样品中β-catenin的核积累。EMT被证明通过miR-200a/ZEB1轴上调胶质瘤细胞中的组织因子表达
95。然而,一项研究表明,ZEB1的缺失使癌症干细胞对通常用于杀死癌细胞的标准化疗反应性降低。研究结果表明,当癌症干细胞失去ZEB1时,它们对用于治疗癌症的放化疗产生抵抗
96。miR-451抑制PI3K/Akt/Snail信号通路以防止EMT和转移;该miRNA参与胶质母细胞瘤的侵袭和转移过程。ERK5抑制E-cadherin,而miR-200b-3p抑制ERK5通路,从而降低EMT和胶质瘤细胞生长。通过抑制Wnt受体FZD7,miR-504可以阻碍促进EMT和侵袭的Wnt通路。miRNA还可以调节多种基质金属蛋白酶的表达,包括TIM3
97。
将其影响扩展到黑色素瘤,全基因组分析已将ZEB1确定为一种谱系定义转录调节因子,控制表型转换
98。ZEB1抑制驱动黑色素细胞分化的SOX10-MITF轴,同时激活与侵袭性和干性相关的AP-1依赖性转录程序。单细胞和空间转录组学分析进一步证实了ZEB1在人类黑色素瘤间充质和神经嵴样亚群中的富集,强调了其在肿瘤内异质性和EMT相关去分化中的核心作用。这种多方面作用凸显了ZEB1建立癌症类型特异性转录回路的能力,不仅协调细胞身份转变,还协调治疗抵抗。在肝细胞癌(HCC)中,ZEB1同样充当转移和癌症进展中的中心调控节点
99。确切地说,在转录后受经常下调的miR-200家族调控,ZEB1蛋白水平通过USP22介导的去泛素化稳定
100。功能上,ZEB1通过上调关键干性相关基因(CD13、CD24和EpCAM)增强肝癌干细胞(CSC)表型,并通过直接转录激活血管内皮生长因子A(VEGFA)促进血管生成。此外,最近的见解已将ZEB1参与通过转录诱导PHGDH(丝氨酸合成途径(SSP)的限速酶)进行代谢重编程,从而将EMT、CSC维持和致癌代谢联系起来
101。这些发现将ZEB1定位为代谢可塑性和抵抗机制的关键效应因子,特别是考虑到靶向PHGDH可能使肿瘤对CAR-T细胞治疗敏感,如胶质母细胞瘤模型所示。与在黑色素瘤和HCC中主要促肿瘤发生功能相反,ZEB1在结直肠癌(CRC)中表现出上下文依赖性,甚至分歧性作用
102。在KRAS
G12D驱动的CRC中,ZEB1与侵袭性EMT样特征和不良预后相关,而在BRAF
V600E突变肿瘤中,ZEB1表达与EMT特征减少、转移潜力降低和更有利的临床结局相关
103。机制上,在KRAS突变CRC细胞中敲低ZEB1促进凋亡,同时矛盾地增强BRAF突变对应物的克隆形成能力。这种突变依赖性双功能强调了在考虑ZEB1靶向干预时需要进行分子分层。此外,在AML中,Cuevas等人发现,虽然生物信息学分析最初表明某些AML亚型中ZEB1表达低,但功能研究表明,在MLL-AF9 AML小鼠模型中同时删除Zeb1和Zeb2显著提高了存活率
104。这些发现表明,ZEB1/2虽然在批量RNA数据中可能代表性不足,但却是原始细胞群体