发育生物学综述
E-钙粘蛋白及其复合体与肿瘤的侵袭转移
姓名：
学号：
专业：
E-钙粘蛋白及其复合体与肿瘤的侵袭转移
摘要：侵袭与转移是恶性肿瘤最基本的生物学特征，也是导致肿瘤治疗失败及患者死亡的主要原因。这一过程与肿瘤细胞间黏附功能的降低密切相关，由E-钙粘蛋白及其复合体是细胞间粘附分子的重要组成部分，在抑制肿瘤细胞侵袭转移过程中发挥及其重要的作用。
关键词：E-钙粘蛋白；复合体；肿瘤；侵袭转移
前言
肿瘤的转移是一个复杂的多个步骤的癌细胞与宿主细胞相互作用的连续过程，其分子机制主要包括以下几方面：①肿瘤细胞黏附特性的改变。此过程主要通过一些相关细胞间黏附分子（ICAM）的异常表达或缺失，引起肿瘤脱离原发灶，并发生过转移1；②肿瘤微环境的调整以及细胞外基质的水解。肿瘤微环境是指肿瘤发生发展过程中所处的内环境，包括纤维、基质、组织液和淋巴液等，基质主要是各种胶原成分，近年来的研究发现微环境不仅促进肿瘤增殖侵袭生存和耐药，而且还促进肿瘤转移2。另外，肿瘤细胞降解基质蛋白质是局部侵袭和转移的必需步骤，同时降解的蛋白质对肿瘤细胞的增长生殖有促进作用；③肿瘤细胞的迁移和运动。肿瘤细胞还存在一种不依赖蛋白水解的单个细胞水平的变形运动3。
E-钙粘蛋白是一类介导同源细胞间粘附的钙离子依赖性跨膜糖蛋白。它是哺乳动物发育过程中第一个表达的钙粘蛋白，影响胚胎发育中细胞的分化，参与组织器官的形成。E-钙粘蛋白主要存在于人和动物上皮细胞，对于维持上皮细胞形态和组织完整性发挥重要作用，也抑制肿瘤的侵袭转移，影响原发肿瘤的早期生长和诱发肿瘤的增殖生长4。当其表达下调或功能障碍时，将使同种细胞失去粘附，对于上皮源性肿瘤而言，则意味着肿瘤具备侵袭生长的特点，并易从原发病灶脱落分离，向局部淋巴结转移或远处转移5。
1E-钙粘蛋白及其复合体概述
1.1 E-钙粘蛋白结构及生物学特征
人类的E-钙粘蛋白编码基因定位于16号染色体q 22．1附近，cDNA全长4．8 kb，由16个外显子及15个内含子组成。E-钙粘蛋白由723—748个氨基酸组成，分子质量为80～124 ku，分子中存在一个疏水基团，位于跨膜区，氨基末端位于细胞膜外，是钙离子的结合位点，对Ca2+有高度敏感性，其氨基末端位于细胞浆内，与激动蛋白相连。胞内区通过α、β、γ连接蛋白与微丝、中间丝、肌动蛋白相连接，形成复合体，使E钙粘蛋白被锚定于细胞骨架上，与相邻细胞形成稳定连接（如附图所示）6。
1.2 E-钙粘蛋白复合物相关蛋白
E-钙粘蛋白表达降低的肿瘤易发生侵袭和转移，但近来发现一些E-钙粘蛋白表达较强的肿瘤其转移性仍较强，研究证实原因是连环蛋白表达减少。连环蛋白是一组与E-钙粘蛋白胞内区相互作用的蛋白质，它参与调节E-钙粘蛋白的黏附功能。连环蛋白功能障碍可使E-钙粘蛋白介导的同种细胞黏附失去稳定性。连环蛋白不表达则E-钙粘蛋白无法发挥功能。连环蛋白目前已发现4种7，包括α-连环蛋白、β-连环蛋白、γ-连环蛋白及p120蛋白(p120)，其中β和γ-连环蛋白直接与E-钙粘蛋白的胞浆区相连，而α-连环蛋白则将β或γ-连环蛋白与肌动蛋白微丝网相连。P120是酪氨酸激酶的底物，直接与E-钙粘蛋白的膜旁区结合，不和α-连环蛋白发生作用。
1.3 E-钙粘蛋白的功能
E-钙粘蛋白是一种重要的细胞一细胞间黏附分子，其依据有：(1)不表达E—cad的细胞之间不能相互聚集或黏附。(2)E-钙粘蛋白主要分布于细胞交界区特别是细胞黏附区。(3)在表达E-钙粘蛋白的细胞，用抗体中和E-c钙粘蛋白以及E-钙粘蛋白编码基因的缺失均能导致细胞间相互解离。(4)E-钙粘蛋白突变和低钙环境可导致细胞解离。(5)给不表达E-钙粘蛋白的细胞转染E-钙粘蛋白cDNA可使其相互黏附。目前E--cad作为癌细胞转移抑制分子已得到确认8。
2 E-钙粘蛋白复合体在肿瘤细胞表侵袭转移中的调节机制
2.1基因突变
基因突变是引起蛋白表达水平改变和功能障碍的主要机制之一，能障碍的主要机制之一，在多种恶性肿瘤的研究中发现，E-钙粘蛋白基因的点突变、缺失可导致E-钙粘蛋白表达水平的下调和功能结合区域的改变，从而引起细胞-细胞之间连接疏松。陈晓峰等9应用聚合酶链反应和单链构象多态性分析技术对53例非小细胞肺癌原发灶组织和5例肺部其他良、恶性病变组织中的E-钙粘蛋白基因突变情况进行检测，结果显示仅3例发生E-钙粘蛋白基因突变，E-钙粘蛋白基因的突变率在肺癌和非肺癌之间无统计学差异。目前，在肺癌组织细胞中有关E-钙粘蛋白基因突变的文献报道较少，且突变发生率亦较低，据此推测E-钙粘蛋白基因突变在肺癌的侵袭转移过程中可能不是主要事件。
有研究显示β-连环蛋白基因的变异可以使细胞之间的黏附能力下降，李利亚等10应用PCR-SSCP和DNA测序的方法对36例NSCLC术后标本进行β-连环蛋白外显子3的突变分析，结果显示β-连环蛋白基因外显子3有突变，在我国其突变率较国外报道高；并且β-连环蛋白基因外显子3的突变与NSCLC的淋巴转移和肿瘤的分化程度相关，提示β-连环蛋白基因外显子3的突变可能与NSCLC转移密切相关。
2.2基因启动子的甲基化
DNA的甲基化使得染色体的结构发生改变，转录因子和RNA聚合酶Ⅱ难以接触DNA，从而基因表达下调。CDH1启动子5 ‘区CpG岛甲基化在乳腺癌、前列
腺癌和肝癌等都有发现11。一般认为启动子甲基化引起的E-钙粘蛋白表达下调是动态变化的，原发肿瘤侵袭时启动子区发生高度甲基化，此时E-钙粘蛋白表达下降；当侵袭转移的肿瘤细胞到达一个合适其定居的环境后，启动子甲基化水平显著下降，E-钙粘蛋白表达水平可恢复12。
冉冉13探讨了CDH 1基因启动子区甲基化与子宫肌瘤发病的关系，结果表明，在子宫肌瘤患者的子宫内膜组织中，CDH 1基因启动子区存在异常甲基化状态，且CDH 1基因启动子区的异常甲基化可能与E-钙粘蛋白表达丢失相关。结果提示CDH 1基因可能在子宫肌瘤的发病中起一定的作用。
2.3 CDH1基因的转录沉默
CDH1基因可在转录水平受到抑制，这些具有抑制转录作用的因子包括Slug/Snail、SIPl1、E12/E47、δEF1/ZEB1，它们和CDH1基因的启动子结合，抑制E-钙粘蛋白的转录，并诱导上皮细胞向间质细胞表型的转化(EMT)。同时伴随E-钙粘蛋白向N-钙粘蛋白转化，使肿瘤细胞获得侵袭能力14。
2.4 E-钙粘蛋白的异常降解
肿瘤组织中，E-钙粘蛋白的胞外区可以被基质金属蛋白酶降解，从而形成可溶性E-钙粘蛋白15。可溶性E-钙粘蛋白有可能成为一种新的肿瘤标志物，用于肿瘤的早期诊断、预后判断和复发监测等。
3 连接蛋白在肿瘤中的失活机制
α-连接蛋白的编码基因是CTNNA1，在许多肿瘤中都发现了该基因的突变，比如结肠癌细胞就是由于该基因突变才具有侵袭性16。α-连接蛋白在连接细胞骨架蛋白网时，需要和许多肌动蛋白连接蛋白相互作用，这些连接蛋白对调节E-钙粘蛋白具有一定的意义，如有丢失会影响其复合体的稳定性。
编码β-连接蛋白的基因称CTNNB1，该基因的突变往往导致β-连接蛋白不能被磷酸化，使其表达缺失或者功能发生障碍，进而导致β-连接蛋白在胞浆聚集，有助于β-连接蛋白如何，激活一系列有关细胞增殖、运动等方面的靶基因转录。另外，Wnt/wingless信号通路复合物的变化也会影响β-连接蛋白的降解。Wnt/wingless信号通路的异常激活在多种肿瘤都可以发现17。高浩18通过免疫组
化法检测无肝转移、术时合并肝转移和术后发生肝转移的各30例结直肠癌组织以及30例癌旁正常粘膜组织(对照组)中E-钙粘蛋白和β-连接蛋白的异常表达情况，比较无肝转移、术时肝转移、术后肝转移的结直肠癌组织和癌旁正常粘膜组织中的E钙粘蛋白和β-连接蛋白异常表达水平。结果表明E钙粘蛋白和β-连接蛋白的异常表达与结直肠癌的发生、发展、肝转移相关，对结直肠癌肝转移早期诊断有一定应用价值。
p120-连接蛋白是E-钙粘蛋白复合体的一个重要调节蛋白，在和E-钙粘蛋白结合时可以通过相互作用防止内吞，维持连接复合物的稳定性，并且可以调节Rho-GTP酶的活性，从而调节肌动球蛋白细胞骨架的形成。但是另一方面，研究发现该复合体仍然在存在于肿瘤细胞中19，并且可以促进细胞非贴壁依赖性生长，因此，该复合体具有两面性，一方面，维持细胞正常行为，另一方面，驱动了肿瘤的形成。有研究人员研究了叫做PLEKHA7的新蛋白，它在正常极化上皮细胞顶部与E-cadherin和p120结合。研究人员发现，PLEKHA7通过连接微处理器与E-cadherin和p120，借助一组miRNAs维持了细胞的正常状态。在这种状态下，E-cadherin和p120发挥了好的肿瘤抑制因子作用，而在PLEKHA7丧失后这一顶部粘附复合物遭到破坏，这组miRNAs发生错误调控，E-cadherin和p120切换到致癌的一面20。
4. 结论与展望
绝大多数研究表明，E-钙粘蛋白及其复合体的表达与恶性肿瘤的分化程度、侵袭力、转移负相关与预后正相关21，E-钙粘蛋白的低表达和不稳定表达可促进转移的发生。E-钙粘蛋白表达的调控、与连接蛋白形成复合物与肿瘤侵袭转移的关系及信号转导途径值得深入研究。随着对其研究的深入，将有助于我们加深对肿瘤转移的了解,为肿瘤转移及预后的预测和临床治疗提供帮助。
参考文献
1崔莲仙, 巴德年. 肿瘤转移的分子机制和基因调控[J], 国外医学免疫学分册, 1999, 22(3).
2涂祥俊, 邓述恺.肿瘤转移的分子机制, 肿瘤基础与临床[J], 2013.26 (3).
3马勇, 吴新民, 郭亚民. 胃癌转移相关分子标记物的研究进展[J], 现代肿瘤医学,
2014, 22(12).
4田立立, 王艳丽, 黄韧. 肿瘤转移中E-钙粘蛋白的调控[J], 中国实验动物学报, 2012,20(3). 5方伟岗, 21世纪肿瘤侵袭转移研究面临的机遇和挑战[J],中华医学杂志, 2001, 81(4)
6石珍亮, 张逊. E-cadherin黏附系统及其与肿瘤侵袭转移的关系, 天津医药, 2008, 36(6)
7Salon C, lantuejoul S, Eymin B, et.al. The E-cadherin-beta-catenin complex and its implication in lung cancer progression and prognosis[]], Future Oncol, 2005, 1(5).
8黎景佳, E-cadherin在喉鳞状细胞癌中的表达及其与肿瘤侵袭转移的关系[D],
中南大学博士学位论文, 2010.
9陈晓峰, 苏晋梅, 王海峰等. PCR-SSCP法检测E-cadherin基囚突变与非小细胞肺癌术后预后及淋巴结转移关系的研究[J], 中国肿瘤，2008, 17(5).
10李利亚, 唐劲天, 罗杰等. β-catenin基囚突变与非小细胞肺癌临床病理特征的关系[J], 癌症进展[J], 2004, 2(3)
11工红兵, 苗慧, 张敬川等. 肺癌E-cadherin基因启动子CpG岛甲基化的研究[J],实用癌症杂志，2007,22(4).
12王洪涛, E-钙粘蛋白复合体与肺癌的侵袭转移[J],中国肺癌杂志, 2010, 13(3).
13冉冉, E-钙粘蛋白基因启动子区异常甲基化与子宫肌瘤的关联研究[D], 河北医科大学硕士学位论文, 2015
14唐小军, 周清华, 张尚福等, nm23-H1、上皮型钙粘素和β-连环素在非小细胞肺癌中的表达及其与转移和预后的关系[J], 癌症, 2005, 24(5).
15李维, 李晨希, 于红刚. 食管癌侵袭与转移过程中相关蛋白研究进展[J], 疑难病杂志[J], 2015, 14(11).
16张文, 查锡良. E-钙粘蛋白复合体抑癌作用的分子机制研究进展[J], 国外医学分子生物学分册, 2003, 25(4).
17薛松, 陈映霞. E- cadherin在胃癌浸润与转移中作用的研究进展[J], 临床肿瘤学杂志, 2015, 20(6).
18高浩, E钙粘蛋白和β-连接蛋白在预测结直肠癌肝转移中的价值[D], 天津医科大学硕士学位论文, 2007.
19苏剑敏, 周逸平, 徐薇苓, 查锡良, E-钙粘蛋白在肿瘤中的表达与分化转移的关系[J], 上海医科大学学报, 2000, 27(1)
20AntonisKourtidis, Siu P. Ngok, Pamela Pulimeno, et.al. Distinct E-cadherin-based complexes regulate cell behavior through miRNA processing or Src and p120 catenin activity, nature cell biology, 2015
21李云霄, 陈涛. E-钙粘蛋白与肿瘤转移[J], 现代肿瘤医学, 2014, 22(7).
项目名称：肿瘤侵袭和转移的恶性生物行为及分子 干预 首席科学家：詹启敏中国医学科学院肿瘤医院肿瘤 研究所 起止年限：2009.1至2013.8 依托部门：教育部
一、研究内容1．细胞周期调控异常与肿瘤恶性增殖、侵袭相关分子机理 肿瘤是一种“细胞转导通路异常”性疾病,我们将通过分子生物学、细胞生物学、和动物模型相结合的研究技术，重点研究抑癌基因p53、BRCA1、Gadd45介导的信号通路与细胞周期蛋白Aurora-A、Cyclin B1、Plk1的相互作用，以及在细胞周期调控和肿瘤恶性表型形成中的生物学功能和分子机制。从而揭示细胞增殖失调与肿瘤侵袭转移的内在联系。 2．细胞凋亡和分化异常与肿瘤侵袭性生长的关系 细胞凋亡调控机制的异常与侵袭特性生长密切相关。促进细胞死亡的机制失活和抑制凋亡的分子的大量表达使癌症细胞存活延长，使基因突变的积累和癌变机会的增加，同时凋亡机制的异常导致肿瘤细胞具有抗药性。通过对细胞死亡新机制、肿瘤干细胞凋亡相关研究、细胞信号转导与凋亡调控等研究，深入探讨侵袭性生长的机制。 3．肿瘤干细胞和肿瘤微环境与肿瘤转移的内在关系 以恶性肿瘤干细胞特异性表型为突破口，从白血病干细胞延伸至实体瘤干细胞，研究其自我更新和分化的特性，探讨肿瘤转移的起始因素和关键分子生物学性质，认别恶性肿瘤干细胞与微环境或肿瘤“基质”间的相互作用机制,从而为特异性打击肿瘤干细胞作为彻底消除肿瘤转移潜能的一种新策略提供重要的理论基础。 4. 肿瘤血管和淋巴管新生介导的肿瘤转移机制 已鉴定肿瘤组织中血管表达Tim-3和淋巴管表达Sema4c等是沉默抗肿瘤免疫的重要活性分子，能通过与淋巴细胞的对话，诱导机体对肿瘤的免疫耐受，是
肿瘤侵袭及转移 北京大学医学部病理学系方伟岗良性肿瘤仅在原发部位生长扩大，而具有浸润性生长的恶性肿瘤，不仅可以在原发部位继续生长、蔓延(直接蔓延)，而且还可以通过各种途径扩散到身体其他部位(转移)。肿瘤转移是恶性肿瘤最显著的生物学特性之一, 是临床肿瘤病人的主要死因. 一. 转移的基本概念: 肿瘤转移 (tumor metastasis) 是指肿瘤细胞脱离原发生长部位, 通过各种途径的转运, 在机体内远离原发部位的器官 / 组织继续增殖生长, 形成同样性质肿瘤 (转移瘤) 的过程. 在原发部位生长的肿瘤称为原发瘤（primary tumor）,在远隔部位生长的肿瘤称为转移瘤(metastatic tumor).恶性肿瘤中，只有少数肿瘤不发生或很少发生转移，如皮肤的基底细胞癌、脑的恶性胶质细胞瘤。 肿瘤演进 (progression) 是经常遇到的一个概念, 它是指从良性肿瘤转变成恶性肿瘤所必须发生的一系列事件的综合, 至少包括: 失控性生长, 血管化, 抗药性, 浸润, 转移等. 浸润和转移是肿瘤演进的最后阶段. 二. 转移的基本过程: 肿瘤转移是一个复杂的多步骤连续过程, 其中至少包含以下步骤: 原发部位肿瘤细胞脱离原发瘤, 侵袭穿越基底膜并向周围间质浸润性生长, 穿越局部毛细血管 / 淋巴管壁进入管腔, 与血小板聚集或形成小瘤栓, 随血液 / 淋巴液运输到达靶器官毛细血管床, 与该部位的血管 / 淋巴管内皮细胞发生粘附, 穿越管壁和基底膜进入周围间质, 不断增殖形成转移瘤（图1）. 肿瘤细胞的浸润 (invasion)是指肿瘤细胞脱离原发瘤, 侵袭穿越基底膜并向周围间质浸润性生长，但尚未进入局部毛细血管 / 淋巴管的阶段，和转移是相互联系的病理过程. 浸润是转移的前提, 但不一定发生转移; 而转移必定包括浸润过程. 三. 肿瘤转移的主要途径: 1.淋巴道转移： 淋巴道转移是癌转移的重要途径，少数肉瘤如滑膜肉瘤、恶性纤维组织细胞瘤也可发生淋
肿瘤迁移和侵袭试验——Millicell小室测定法 【实验材料】 1、肿瘤细胞及其所需培养液； 2、Transwell小室（Millipore公司，直径12mm，孔径8μm）； 3、人工基质胶（ECM，Sigma公司）； 4、24孔细胞培养板； 5、无水乙醇、苏木精、伊红染液，棉签； 6、载玻片、手术刀片。 【实验步骤】 1、接种细胞前一天，将ECM胶与预冷的无血清和抗生素（双无）1640按1：7的比例以总量32μl铺在 transwell小室的上室面，注意不能有气泡产生；再将小室置于24孔细胞培养板内，超净台内紫外线照射过夜。（做肿瘤迁移实验则不需要此步） 2、接种细胞：用不含血清的培养液制备单细胞悬液，将细胞密度调整为2.5×105个/ml，取400μl加入 上室中；在下室即24孔板内加入600μl含20%FBS的1640培养液。 3、细胞培养：将24孔板置于37℃、5%CO2细胞培养箱内，培养24小时。 4、固定细胞：待培养时间结束后，吸尽上室内液体，小心取出上室，用湿棉签檫去膜上面未穿过膜的细 胞，自然风干后以无水乙醇置于细胞培养箱内固定20min。 5、细胞染色：固定后的细胞先以苏木精染色20min，清水清洗一遍；再用伊红染色20min后清水清洗一 遍。 6、细胞计数：染色完毕后将小室自然风干，用手术刀片沿压痕将小室膜轻轻切下，置于载玻片上在显微 镜下观察、计数。 【注意事项】 1、由于ECM在室温或温度更高的情况下极易凝固成胶状，且此过程为不可逆的，因此建议在配制人工 基底胶时可在冰上操作；
2、ECM与双无1640的比例可根据试验情况在1：5到1：10之间调节； 3、接种细胞之前一定要细胞计数，细胞密度最好不要超过5×105个/ml； 4、下室内的培养液亦可换成小鼠成纤维细胞系NIH3T3条件培养基，制备方法：用含10%FBS的1640 培养液在37℃、5%CO2条件下培养，在细胞长势良好的情况下换成双无培养液继续培养24小时，然后收集培养上清液，冰冻保存备用。 5、细胞培养的时间依肿瘤细胞类别有所不同。 6、细胞固定及染色时应注意每次都要将小室风干，必要时可将小室倒置。 7、Harris苏木精染液配制方法： 苏木精1.0g 硫酸铝钾15g 无水乙醇10ml 蒸馏水200ml 先用蒸馏水加热溶解硫酸铝钾，用无水乙醇溶解苏木精，再倒入已溶解的硫酸铝钾蒸馏水中，煮沸1min 后稍冷却，慢慢加入红色氧化汞0.5g，继续加热至染液变为紫红色，用纱布盖住瓶口。使用之前用滤纸过滤后每100ml加冰醋酸5ml。 8、伊红染液配制方法： 伊红Y 0.5~1.0g 蒸馏水100ml 先将伊红Y加入蒸馏水中，用玻璃棒将伊红搅起泡沫后过滤，每100ml加冰醋酸1滴。 附： 正常胃癌SGC7901细胞株
发育生物学综述 E-钙粘蛋白及其复合体与肿瘤的侵袭转移 姓名： 学号： 专业：
E-钙粘蛋白及其复合体与肿瘤的侵袭转移 摘要：侵袭与转移是恶性肿瘤最基本的生物学特征，也是导致肿瘤治疗失败及患者死亡的主要原因。这一过程与肿瘤细胞间黏附功能的降低密切相关，由E-钙粘蛋白及其复合体是细胞间粘附分子的重要组成部分，在抑制肿瘤细胞侵袭转移过程中发挥及其重要的作用。 关键词：E-钙粘蛋白；复合体；肿瘤；侵袭转移 前言 肿瘤的转移是一个复杂的多个步骤的癌细胞与宿主细胞相互作用的连续过程，其分子机制主要包括以下几方面：①肿瘤细胞黏附特性的改变。此过程主要通过一些相关细胞间黏附分子（ICAM）的异常表达或缺失，引起肿瘤脱离原发灶，并发生过转移1；②肿瘤微环境的调整以及细胞外基质的水解。肿瘤微环境是指肿瘤发生发展过程中所处的内环境，包括纤维、基质、组织液和淋巴液等，基质主要是各种胶原成分，近年来的研究发现微环境不仅促进肿瘤增殖侵袭生存和耐药，而且还促进肿瘤转移2。另外，肿瘤细胞降解基质蛋白质是局部侵袭和转移的必需步骤，同时降解的蛋白质对肿瘤细胞的增长生殖有促进作用；③肿瘤细胞的迁移和运动。肿瘤细胞还存在一种不依赖蛋白水解的单个细胞水平的变形运动3。 E-钙粘蛋白是一类介导同源细胞间粘附的钙离子依赖性跨膜糖蛋白。它是哺乳动物发育过程中第一个表达的钙粘蛋白，影响胚胎发育中细胞的分化，参与组织器官的形成。E-钙粘蛋白主要存在于人和动物上皮细胞，对于维持上皮细胞形态和组织完整性发挥重要作用，也抑制肿瘤的侵袭转移，影响原发肿瘤的早期生长和诱发肿瘤的增殖生长4。当其表达下调或功能障碍时，将使同种细胞失去粘附，对于上皮源性肿瘤而言，则意味着肿瘤具备侵袭生长的特点，并易从原发病灶脱落分离，向局部淋巴结转移或远处转移5。 1E-钙粘蛋白及其复合体概述
E钙粘蛋白及其复合体与 肿瘤的侵袭转移 The pony was revised in January 2021
发育生物学综述 E-钙粘蛋白及其复合体与肿瘤的侵袭转移 姓名： 学号： 专业： E-钙粘蛋白及其复合体与肿瘤的侵袭转移 摘要：侵袭与转移是恶性肿瘤最基本的生物学特征，也是导致肿瘤治疗失败及患者死亡的主要原因。这一过程与肿瘤细胞间黏附功能的降低密切相关，由E-钙粘蛋白及其复合体是细胞间粘附分子的重要组成部分，在抑制肿瘤细胞侵袭转移过程中发挥及其重要的作用。 关键词：E-钙粘蛋白；复合体；肿瘤；侵袭转移 前言 肿瘤的转移是一个复杂的多个步骤的癌细胞与宿主细胞相互作用的连续过程，其分子机制主要包括以下几方面：①肿瘤细胞黏附特性的改变。此过程主要通过一些相关细胞间黏附分子（ICAM）的异常表达或缺失，引起肿瘤脱离原发灶，并发生过转移1；②肿瘤微环境的调整以及细胞外基质的水解。肿瘤微环境是指肿瘤发生发展过程中所处的内环境，包括纤维、基质、组织液和淋巴液等，基质主要是各种胶原成分，近年来的研究发现微环境不仅促进肿瘤增殖侵袭生存和耐药，而且还促进肿瘤转移2。另外，肿瘤细胞降解基质
蛋白质是局部侵袭和转移的必需步骤，同时降解的蛋白质对肿瘤细胞的增长生殖有促进作用；③肿瘤细胞的迁移和运动。肿瘤细胞还存在一种不依赖蛋白水解的单个细胞水平的变形运动3。 E-钙粘蛋白是一类介导同源细胞间粘附的钙离子依赖性跨膜糖蛋白。它是哺乳动物发育过程中第一个表达的钙粘蛋白，影响胚胎发育中细胞的分化，参与组织器官的形成。E-钙粘蛋白主要存在于人和动物上皮细胞，对于维持上皮细胞形态和组织完整性发挥重要作用，也抑制肿瘤的侵袭转移，影响原发肿瘤的早期生长和诱发肿瘤的增殖生长4。当其表达下调或功能障碍时，将使同种细胞失去粘附，对于上皮源性肿瘤而言，则意味着肿瘤具备侵袭生长的特点，并易从原发病灶脱落分离，向局部淋巴结转移或远处转移5。 1E-钙粘蛋白及其复合体概述 1.1E-钙粘蛋白结构及生物学特征 人类的E-钙粘蛋白编码基因定位于16号染色体q22．1附近，cDNA全长4．8kb，由16个外显子及15个内含子组成。E-钙粘蛋白由723—748个氨基酸组成，分子质量为80～124ku，分子中存在一个疏水基团，位于跨膜区，氨基末端位于细胞膜外，是钙离子的结合位点，对Ca2+有高度敏感性，其氨基末端位于细胞浆内，与激动蛋白相连。胞内区通过α、β、γ连接蛋白与微丝、中间丝、肌动蛋白相连接，形成复合体，使E钙粘蛋白被锚定于细胞骨架上，与相邻细胞形成稳定连接（如附图所示）6。 1.2E-钙粘蛋白复合物相关蛋白 E-钙粘蛋白表达降低的肿瘤易发生侵袭和转移，但近来发现一些E-钙粘蛋白表达较强的肿瘤其转移性仍较强，研究证实原因是连环蛋白表达减少。连环蛋白是一组与E-钙粘蛋
肿瘤转移的分子机制 陈露 12级七临9班 12170918 指导老师：马长艳 【摘要】恶性肿瘤是危害人类健康的全球公共卫生问题之一，为新世纪人类的第一杀手。转移是恶性肿瘤发生和演变过程中最危险的阶段，了解恶性肿瘤侵袭、转移发生机制，寻找相应阻断途径对遏制恶性肿瘤发展有重要作用。本文就恶性肿瘤细胞侵袭与转移机制的研究进展作一综述。 【关键词】恶性肿瘤、侵袭、转移机制 众所周知，转移是恶性肿瘤患者死亡的主要原因，大约90%的恶性肿瘤患者死于肿瘤转移[1]。肿瘤的转移过程包括从肿瘤的原发部位脱离，进入周围的基质，进入循环或淋巴系统，粘附在内皮细胞壁并向血管外迁移及在远处侵润，血管增生，形成新的转移灶等。从上个世纪Stephen Paget提出肿瘤转移的种子-土壤学说到现在，人类对于肿瘤转移机制的研究已有一百多年历史。随着各种理论的不断完善，人们对于肿瘤转移这一极为复杂的病理过程有了更进一步的认识。肿瘤的转移主要与以下几个因素有关。 1. 遗传异质性 实验证实，肿瘤细胞的同一转移性克隆中可以分离出不同恶性潜能的亚克隆，而高转移性克隆出现遗传学突变的频率要远远高于非转移性克隆，提示肿瘤转移是一个主动的过程，与基因组的不稳定性具有早期联系[2]。临床上与肿瘤转移相关的基因分为肿瘤转移促进基因及肿瘤转移抑制基因，如matal、H-ras、nm23、mts-1、WDNM、PGM21等，它们通过参与信号传导，诱导转移表型，调节细胞因子表达来诱导、促进、抑制肿瘤转移，如Varambally等[3]研究发现EZH2在前列腺癌转移演进的过程中通过异位过表达和重建染色体等组成性抑制多种抑癌基因，并与肿瘤的转移和不良预后密切相关。肿瘤的遗传异质性是肿瘤细胞逃避免疫监视、产生化疗抗性、形成转移复发的根源，是抗转移治疗中不可忽视的重要环节。 2.上皮间充质转化EMT 2.1 EMT概念
肿瘤转移的分子机制 陈露12级七临9班12170918 指导老师：马长艳 【摘要】恶性肿瘤是危害人类健康的全球公共卫生问题之一，为新世纪人类的第一杀手。转移是恶性肿瘤发生和演变过程中最危险的阶段，了解恶性肿瘤侵袭、转移发生机制，寻找相应阻断途径对遏制恶性肿瘤发展有重要作用。本文就恶性肿瘤细胞侵袭与转移机制的研究进展作一综述。 【关键词】恶性肿瘤、侵袭、转移机制 众所周知，转移是恶性肿瘤患者死亡的主要原因，大约90%的恶性肿瘤患者死于肿瘤转移[1]。肿瘤的转移过程包括从肿瘤的原发部位脱离，进入周围的基质，进入循环或淋巴系统，粘附在内皮细胞壁并向血管外迁移及在远处侵润，血管增生，形成新的转移灶等。从上个世纪Stephen Paget提出肿瘤转移的种子-土壤学说到现在，人类对于肿瘤转移机制的研究已有一百多年历史。随着各种理论的不断完善，人们对于肿瘤转移这一极为复杂的病理过程有了更进一步的认识。肿瘤的转移主要与以下几个因素有关。 1. 遗传异质性 实验证实，肿瘤细胞的同一转移性克隆中可以分离出不同恶性潜能的亚克隆，而高转移性克隆出现遗传学突变的频率要远远高于非转移性克隆，提示肿瘤转移是一个主动的过程，与基因组的不稳定性具有早期联系[2]。临床上与肿瘤转移相关的基因分为肿瘤转移促进基因及肿瘤转移抑制基因，如matal、H-ras、nm23、mts-1、WDNM、PGM21等，它们通过参与信号传导，诱导转移表型，
调节细胞因子表达来诱导、促进、抑制肿瘤转移，如Varambally等[3]研究发现EZH2在前列腺癌转移演进的过程中通过异位过表达和重建染色体等组成性抑制多种抑癌基因，并与肿瘤的转移和不良预后密切相关。肿瘤的遗传异质性是肿瘤细胞逃避免疫监视、产生化疗抗性、形成转移复发的根源，是抗转移治疗中不可忽视的重要环节。 2.上皮间充质转化EMT 2.1 EMT概念 上皮间质转化( EMT) 是指具有极性的上皮细胞转换成具有活动能力、能够在细胞基质间自由移动的间质细胞的过程，它以上皮细胞极性的丧失及间质特性的获得为重要特征[4]。这种表型的转换允许肿瘤细胞摆脱细胞—细胞间连接而表现得更具侵袭性。 2.2 EMT的发生机制 EMT的发生是一个动态、多步骤的过程，包括细胞间黏附的丧失、肿瘤基底膜和细胞外基质的破坏以及细胞骨架的重构而导致细胞运动性增强和迁移的产生。EMT的发生涉及到多个信号转导通路和复杂的分子机制，目前其具体机制尚未完全阐明，可能与钙连接素、生长因子等有关。 2.2.1 钙连接素 钙连接素是一种跨膜糖蛋白，主要参与细胞间的连接，分为E-cadherin，P-cadherin和N-cadherin3种，其中E-cadherin被视为EMT的主要调控者，其表达的下调是EMT发生的限速步骤，E-cadherin通过其细胞内外黏附功能，维持细胞间连接及上皮细胞的诸多功能。也有专家研究发现[5]，N-cadherin可促进肿瘤细胞的转移，而且其作用可以和E-cadherin介导的细胞间黏附作用相
项目编号：2002CB513100 项目名称：恶性肿瘤侵袭和转移的机理及分子阻遏起止年月：2002年12月-2007年8月 项目首席科学家： 马丁华中科技大学同济医学院 詹启敏中国医学科学院肿瘤研究所 依托部门：教育部、卫生部 经费预算：3000万元
一、研究内容 恶性肿瘤正在成为危害人类健康的第一杀手。据最新流行病学调查资料显示：我国现有癌症病人300多万人，每年死于恶性肿瘤的患者约为130万人，每年有160万到200万新发的恶性肿瘤病例，并以3%的速度递增，给我国人民的生活和健康造成巨大威胁，给社会和家庭带来巨大的压力，一定程度上制约了我国经济的可持续发展。 确切证据表明，90%以上的恶性肿瘤患者最终死于肿瘤转移或复发。侵袭性生长和转移潜能是恶性肿瘤的顽固性和难治性的根本原因。就目前人类对肿瘤的认识水平和常规治疗手段尚无法从根本上清除恶性肿瘤，因此，阐明恶性肿瘤侵袭转移发生的关键机制，建立相应的阻断途径，尤其是在临床上去除原发肿瘤后到转移复发前的有限时限内，建立起一套行之有效的针对性阻断遏制手段尤为重要，也是根治肿瘤的希望所在。 既往肿瘤项目研究多侧重于肿瘤的发病学和病因学，这些探索固然重要，但忽略了恶性肿瘤危害人体健康的具体表现。因此，通过研究恶性肿瘤发展过程中的恶性行为，特别是侵袭和转移的基本生物特征，建立有效的阻遏手段或许更有实用价值。本项目的研究思路是：依据国家控制重大疾病对人类危害的基本国策，选择研究恶性肿瘤恶性表型的生物学特征，探索恶性肿瘤侵袭性生长和转移潜能的分子机理，着重确定肿瘤侵袭、转移的关键调节靶点，从相关基因、功能蛋白及活化因子等层次建立行之有效的分子阻遏手段，在遏制肿瘤危害性方面有所突破。本项目将注重研究恶性肿瘤的分子生物学特征，分析决定肿瘤侵袭和转移的关键要素，并设计针对性阻断手段加以遏制。主要研究内容阐述如下：1．细胞周期调控与肿瘤恶性增殖的关系及机理研究 肿瘤侵袭性生长的最根本原因之一是细胞周期调控机制的破坏。通过研究细胞周期调控与恶性增殖的关系，重点探讨p53、BRCA1在细胞周期G2-M监测点、中心体复制和细胞生长接触性抑制失调的相互关系和分子机理，揭示细胞周期调控机制破坏后基因组稳定性降低和细胞恶性增值的内在规律。 2．细胞凋亡和细胞分化与肿瘤侵袭性生长的关系