编译：王飞；审校：张军，缪长虹肿瘤是一种系统性、异源性的疾病，肿瘤细胞通过对微环境信号的动态反应不断进化，其可塑性是肿瘤在远处播散和侵袭中赖以生存的重要机制。上皮间质转化过程为肿瘤细胞获得可塑性提供了便利，使肿瘤细胞逃脱化疗及靶向治疗。那么是否可以靶向肿瘤细胞的可塑性来消除肿瘤的侵袭性和转移性呢？Ishay-RonenD和ChristoforiG在《CancerResearch》上发表了题为《TargetingCancerCellMetastasisbyConvertingCancerCellsintoFat》的综述，验证了这一理念在肿瘤治疗中可行性。现介绍如下：背景肿瘤经常发生远处转移，肿瘤细胞的播散在肿瘤进展的早期阶段即可发生。在系统播散的过程中，转移的肿瘤细胞必须克服血液循环的侵害、躲避免疫的防御并且对持续变化的肿瘤微环境做出反应，这就需要肿瘤细胞具有调节自身生理功能的能力，这也被称为细胞的可塑性。肿瘤细胞的可塑性在肿瘤的生存、侵袭及转移灶的形成中发挥着重要的作用，同时也关系到肿瘤的异质性及对治疗的耐受能力。上皮间质化及间质上皮化过程，都是肿瘤细胞与肿瘤微环境中的外部刺激作用的结果。家系追踪模型揭示了免疫细胞与肿瘤细胞的交互作用是导致上皮间质转化的重要推动力。TGF-β可诱导上皮间质化过程，进而产生大量未分化的、治疗耐受的细胞，最终导致转移和复发。而上皮间质化的过程也与一些恶性程度较高的肿瘤比如三阴性乳腺癌转移能力增强及药物耐受相关。因此，通过一些特定的细胞因子比如沙利霉素靶向上皮间质化的细胞或者通过间质上皮化诱导其去分化被作为一种新的治疗手段来对抗恶性肿瘤的进展、转移和耐药。另一种去分化的手段在于诱导乳腺肿瘤细胞间质上皮化，从而消除肿瘤由于上皮间质化过程导致肿瘤侵袭性及耐药性。一项研究表明环磷腺苷的激活能够诱导肿瘤细胞上皮特性的获得。这项研究进一步表明，环磷腺苷下游的效应蛋白激酶A在诱导间质上皮化和让肿瘤具备上皮细胞特性中发挥作用。虽然上皮间质化是原位肿瘤侵袭的作用调节因素，而间质上皮化却在播散肿瘤细胞在远处器官的定植中发挥了一定的作用。因此，有人担心逆转上皮间质化的治疗手段可能会事与愿违。不管怎样，值得注意的细胞不管是处在上皮间质化还是处在间质上皮化，都说明了细胞可塑性很高，在一定程度上获得了干细胞的特征。在临床上，在这两种状态的肿瘤细胞往往恶性程度很高，并且有转移的倾向。这类高可塑性的肿瘤细胞既可转变为分化很好的肿瘤类型，也可转变为去分化间质样的肿瘤类型，三阴性乳腺就是其中典型的例子。在该研究中，利用上皮间质化介导的肿瘤细胞可塑性诱导间质性的恶性肿瘤细胞转变分化为功能性的脂肪细胞。脂肪细胞是经过有丝分裂后专业分化的细胞。鉴于它们固有的终极分化和生长停滞特性，缺乏细胞的可塑性（见图1）。由于脂肪细胞的生长停滞特性，原有肿瘤细胞的变异将会变得无关紧要。图1：靶向肿瘤细胞的可塑性将其转变为脂肪细胞。主要发现研究者首先探索乳腺肿瘤细胞能否诱导进入上皮间质化过程，从而获得细胞可塑性，并具备分化转变为其他细胞类型的能力，如脂肪细胞。为了研究肿瘤细胞脂肪分化的过程，3T3-L1纤维母细胞被用作诱导脂肪形成的对称的“金标准”。经过胰岛素、地塞米松和罗格列酮处理后，3T3-L1细胞上调了脂肪形成的转录因子，并且逐渐发生了实质性的形态改变，即大量脂肪滴的聚集。为验证脂肪形成能否发生于乳腺肿瘤细胞，本研究应用了两种乳房肿瘤衍生的上皮间质化模型。上皮样的MTflECad细胞从MMTV-Neu转基因小鼠的肿瘤中获取，携带有E-钙黏蛋白的条件等位基因。通过Cre重组蛋白敲除E-钙黏蛋白的基因表达后，这些细胞经历了非可逆性的上皮间质化过程。Py2T细胞从MMTV-PyMT转基因小鼠的肿瘤中分离出来并经过TGF-β处理诱导上皮间质化的过程。TGF-β撤除后，这些细胞将经历间质上皮化的过程，代表着可逆性的上皮间质化模型。之前，有研究表明BMP-2（TGFβ超家族的一个成员），能增强间充质干细胞的脂肪形成活性。BMP-2和罗格列酮（PPARγ激活剂）对处于上皮间质化过程的乳腺肿瘤细胞在强制性的脂肪形成过程最为有效。值得注意的是，肿瘤衍生的脂肪细胞不会回到上皮样及间质样的状态，在体外移除所有分化信号后，这些细胞仍保持着脂肪细胞的特性。然后，研究进一步评估了是否肿瘤细胞衍生的脂肪细胞和正常的3T3-L1分化的脂肪细胞有着相同的特性。对3T3-L1和乳腺癌细胞脂肪形成动力进行RNA测序分析显示肿瘤细胞衍生的脂肪细胞和3T3-L1分化的脂肪细胞之间有着高转录相关性。在两种细胞中，白色脂肪的特征基因的上调都会伴随着间充质细胞特征基因的下调，两者是反向相关的关系。分子分析显示，跟成熟的脂肪细胞一样，3T3-L1分化的脂肪细胞和肿瘤细胞衍生的脂肪细胞都分泌脂肪因子--脂联素。脂肪细胞对β受体激动剂反应后释放更多脂肪酸和甘油，3T3-L1分化的脂肪细胞和肿瘤细胞衍生的脂肪细胞加入异丙肾上腺素刺激后也能分泌高水平的甘油。肿瘤细胞衍生的脂肪细胞可靠地表达着友善的脂肪细胞的生理功能，这些都说明了将恶性的乳腺肿瘤细胞转变为友善的脂肪细胞的可能性。PPARγ和C/EBPα是在脂肪形成中的两个转录调节因子，它们通过调节细胞周期素依赖的激酶抑制剂对于脂肪细胞的生长停滞起重要作用。同时调节细胞周期及生脂元件能最终导致细胞周期的暂停及最终分化的有丝分裂后的脂肪细胞的生成。确实，该研究发现肿瘤细胞在强制性脂肪形成的过程中逐渐进入细胞周期的暂停状态，成熟的肿瘤源性的脂肪细胞停止增殖，越过了最初的肿瘤源性转化。有趣的是，乳腺肿瘤的脂肪形成过程与Hippo信号转录因子YAP的细胞核到细胞浆的易位相关。这一结果与之前的研究结果一致，细胞核内YAP调节间充质细胞转化为骨细胞，而细胞浆内YAP调节间充质细胞转化为脂肪细胞。已有研究表明TGF-β抑制脂肪形成，通过TGFβ沉默受体的表达或者直接抑制SMAD3来抑制内源性的TGFβ信号通路能够促进脂肪形成。SMAD3被发现能结合C/EBPα，抑制其转录活动，也能抑制其激活PPARγ2的表达。因此，TGF-β抑制脂肪形成与其经典的信号通路相关。然而，TGF-β的非经典通路包括MEK-ERK信号通路也能干扰PPARγ的功能，导致肥胖相关的胰岛素抑制。ERK直接磷酸化PPARγ，导致脂肪组织中致糖尿病源性的基因表达。更进一步，ERK1导致的PPARγ的磷酸化能够抑制脂肪细胞分化的最终阶段。之前已经讨论过，在体内TGFβ能诱导肿瘤细胞上皮间质化转变。TGF-β一方面诱导上皮间质化，增加了细胞可塑性，同时TGF-β抑制高可塑性的间充质细胞脂肪形成。因此，研究者证明是否在TGF-β存在的情况下，抑制MEK-ERK信号通路能够促进脂肪形成。确实，MEK抑制剂和罗格列酮联合应用在体外足以诱导TGFβ治疗的乳腺肿瘤细胞脂肪形成，再次证明了MEK-ERK信号通路是脂肪形成的关键抑制轴。最后，为了验证肿瘤细胞的强制脂肪形成过程是否能作为治疗的手段，本研究验证了联合应用MEK抑制剂和罗格列酮对不同小鼠移植瘤的影响，包括小鼠乳腺肿瘤细胞、人乳腺肿瘤细胞及乳腺肿瘤患者源性的乳腺肿瘤细胞移植小鼠模型。种系分析及免疫荧光实验证实，MEK抑制剂和糖尿病药物罗格列酮联合使用能强制转移性的肿瘤细胞脂肪形成。值得注意的是，由FDA批准的罗格利酮和曲美替尼（MEK抑制剂）的剂量选择是基于之前发表的体内实验的文献。尽管，肿瘤细胞中仅有一小部分转化为了有丝分裂后的脂肪细胞，但原发肿瘤外周形态在联合治疗后已经由侵袭的形态转变为分化后的平滑的边缘形态。跟预期结果一致，原发肿瘤的生长在单独应用曲美替尼后已经得到显著的抑制，而且联合应用曲美替尼和罗格列酮强制肿瘤细胞脂肪形成的过程有效地抑制了肺部转移灶的形成。研究意义及未来的方向上皮间质化研究的最新进展揭示了由上皮间质化及间质上皮化增强的细胞可塑性是肿瘤转移的关键因素。最近的研究表明可以利用细胞可塑性的某一阶段，靶定肿瘤细胞的适应性和散播机制，将细胞强制转化为其他细胞类型。在乳腺肿瘤细胞脂肪形成过程中，上皮间质化/间质上皮化调节转录信号，也允许了肿瘤细胞的强制分化。TGF-β信号通路是上皮间质化的关键诱导因素，同时也是脂肪形成的抑制信号。但是，一旦TGF-β的非经典信号通路MEK-ERK信号通路被抑制，脂肪形成过程就会发生（见图2）。虽然本研究主要
