脑胶质瘤是最常见的原发性颅内肿瘤，目前尚无确切有效的治疗手段，特别是恶性胶质瘤，如多形性胶质母细胞瘤(glioblastoma multiforme, GBM)，由于其向周围组织的侵袭性生长，手术难以彻底切除，多数患者术后复发，预后极差^[1]。探讨胶质瘤侵袭特性的分子机制，采取针对性措施，具有重要理论意义和应用价值。然而，胶质瘤细胞向周围组织侵袭生长的机制目前尚未阐明。近年来的研究^[2]表明:胶质瘤细胞向周围组织的侵袭生长可能与上皮-间质转化(epithelial-mesenchymal transition, EMT)这一病理生理过程有关。发生EMT后细胞之间的紧密连接缺失，转化为具有高迁移、高侵袭的间质细胞性能，是肿瘤侵袭和转移的关键启动步骤^[3]。EMT与肿瘤干细胞(cancer stem cells, CSCs)或称肿瘤启动细胞有密切联系。CSCs是肿瘤组织中数量很少、具有自我更新、多向分化和体内成瘤能力的细胞，在肿瘤的启动和进展中起决定性作用，是导致肿瘤侵袭、复发和抵抗常规治疗的根源^[4]，近年来已从胶质瘤中分离和鉴定出胶质瘤干细胞(glioma stem cells, GSCs)^[5]。目前研究^[6]已证实：EMT在上皮性恶性肿瘤的侵袭和转移中起关键作用。但胶质瘤细胞能否发生EMT或EMT样改变、胶质瘤的侵袭性能与EMT之间的联系等，仍然存在争议。在上皮性肿瘤中，EMT与CSCs存在密不可分的联系，但EMT与GSCs之间是否也有某种联系，目前尚未充分研究。本文重点介绍胶质瘤细胞发生EMT的证据和特殊性、EMT与GSCs之间的关系以及靶向抑制EMT的临床意义。

1 胶质瘤细胞发生EMT及其特殊性

EMT是指上皮细胞通过特定程序转化为具有间质细胞表型的生物学过程。上皮细胞通过EMT丧失极性，失去与基膜的连接等上皮表型特征，减少细胞间的黏附，增加迁移，转化为具有高迁移、高侵袭、抗凋亡及降解细胞外基质等特征的间质细胞表型。EMT是恶性肿瘤细胞获得迁移和侵袭能力的重要生物学过程，是肿瘤侵袭和转移的关键步骤^[7]。EMT常伴随多种上皮和间质分子标志物的变化，发生EMT时，上皮分子标志物E-钙黏蛋白(E-cadherin)表达下调，而间质分子标志物N-钙黏蛋白(N-cadherin)、波形蛋白(vimentin)、纤连蛋白(fibronectin)和β-连环蛋白(β-catenin)等表达上调。E-钙黏蛋白是细胞之间的重要黏附分子，EMT的特点之一是细胞间的黏附丧失和E-钙黏蛋白表达减少，E-钙黏蛋白表达下调是EMT最重要的标志性改变^[7]，即EMT过程会出现E-钙黏蛋白到N-钙黏蛋白转换(E-to N-cadherin switch), 简称“钙黏蛋白转换(cadherin switch)”，已成为EMT最广泛使用的标志^[8]。Snail和ZEB1等多种转录因子能抑制E-钙黏蛋白表达，诱导EMT发生^[9]。EMT已在上皮性肿瘤中的作用已进行了广泛研究，在乳腺癌、结直肠癌、胰腺癌、甲状腺癌和肺癌等均证明，EMT是进展性上皮性肿瘤获得侵袭、转移和耐药能力的重要细胞学基础^[10]。

然而恶性胶质瘤是否发生EMT，一直存在争议，原因是胶质瘤细胞缺少典型上皮细胞的特征，E-钙黏蛋白在大多数胶质瘤中不表达或表达很低^[11]，经典的“钙黏蛋白转换”可能与恶性胶质瘤的间质转化无明显关系^[12]。因此，胶质瘤细胞发生EMT尚未被普遍接受，相关的研究也较少。

有研究者^[13]认为：胶质瘤E-钙黏蛋白的异常表达可能是EMT的特殊规律，具有一定特殊性；在侵袭性胶质瘤表型中发生了E-钙黏蛋白表达的错误调节，E-钙黏蛋白表达降低可以减少肿瘤迁移，而E-钙黏蛋白表达增加可增加侵袭性，这与E-钙黏蛋白在上皮性肿瘤中的作用正相反。转录因子Twist1介导EMT的核心作用是抑制E-钙黏蛋白和激活N-钙黏蛋白，但Mikheeva等^[14]研究发现：过表达Twist1的GBM细胞并不经历典型的E-钙黏蛋白到N-钙黏蛋白转换，这种钙黏蛋白转换对促进GBM侵袭性间质细胞表型不是必需的。

尽管胶质瘤发生EMT时E-钙黏蛋白的表达不同于上皮性肿瘤的一般规律，但EMT与恶性胶质瘤的侵袭生长确实存在紧密联系。近年来有研究^[15]显示：GBM发生的间质性改变与其快速进展的临床表型有密切关系，提示EMT过程可能与GBM侵袭性能有紧密联系。Tso等^[16]研究证明：在GBM活检标本中有一系列与间质组织相关的基因过表达，表明原发性GBM具有间质性能和侵袭行为。

N-钙黏蛋白是EMT的重要间质分子标志物，在上皮性肿瘤N-钙黏蛋白表达上调，细胞的迁移和侵袭能力增强。然而，N-钙黏蛋白在恶性胶质瘤侵袭行为中的作用，目前的研究结果尚不一致。Péglion等^[17]研究显示：在人胶质瘤标本和胶质瘤细胞，常见N-钙黏蛋白呈低水平表达；N-钙黏蛋白表达下调导致细胞迁移运动，而N-钙黏蛋白的再表达可抑制细胞迁移，强调N-钙黏蛋白的表达水平是恶性胶质瘤侵袭性的关键指标。Camand等^[18]研究证明：在人胶质瘤标本和胶质瘤细胞系，N-cadherin表达均下调；N-钙黏蛋白表达下调有助于胶质瘤细胞更快地迁移，获得侵袭性能，而N-钙黏蛋白表达上调则可能与细胞极性的恢复及抑制迁移有关。本文作者还观察到N-钙黏蛋白mRNA和蛋白表达水平之间的不一致性，认为可能由于N-钙黏蛋白合成及稳定性有缺陷。最近有研究者应用Ⅳ级恶性胶质瘤标本的一项研究表明：在88%恶性胶质瘤标本中N-钙黏蛋白表达明显降低(免疫组织化学)，应用qPCR检测的mRNA表达水平和免疫印迹检测的蛋白表达水平，也得出类似的结果。但并未发现N-钙黏蛋白mRNA和蛋白表达水平存在不一致的现象^[19]。这些研究结果表明：胶质瘤细胞EMT中“钙黏蛋白转换”不一定是必需的，胶质瘤细胞不经历典型的EMT，因此不能仅以“钙黏蛋白转换”来判断胶质瘤EMT的发生。

EMT是一个由复杂的分子网络调控的多步骤细胞重编程过程，有诸多因素能影响EMT的发生过程，如EMT诱导转录因子、细胞/生长因子(表皮生长因子和肝细胞生长因子等)、信号通路(TGF-β通路和Hedgehog通路等)、肿瘤微环境(缺氧等)、非编码RNAs、表观遗传学因素等^{[11, 20]}，可能存在“钙黏蛋白转换”以外的机制在调控胶质瘤细胞EMT中起作用。

近年来越来越多的研究^[24]证明：一定浓度TGF-β₁能以浓度依赖方式诱导人胶质瘤U87细胞发生EMT。由于胶质瘤细胞在发生学上源自神经胶质细胞(glial cells)，因此Mahabir等^[25]提议用“胶质-间质转化”(glial to mesenchymal transition, GMT)代替胶质瘤EMT，但并未被广泛采纳。近年的研究^[26]还表明：与上皮性肿瘤干细胞类似，在一定条件下GSCs也可以发生EMT。

2 EMT使胶质瘤细胞获得干细胞特征

近年来胶质瘤的基础研究有2个方面重要进展：一是胶质瘤干细胞理论的出现，已证实在胶质瘤中存在少数足以启动肿瘤和引发治疗抵抗的GSCs；二是胶质瘤细胞的间质转化及EMT^[27]。越来越多的证据^[28]。因此，阐明EMT与CSCs的相互关系及其调控机制，有望为肿瘤转移、复发和耐药的靶向治疗开辟新思路。

EMT与获得细胞干细胞样特征的关系最早是利用人乳腺上皮细胞证明的。Mani等^[30]研究发现：诱导人乳腺上皮细胞EMT可获得间质特征和干细胞标记物的表达。这些细胞形成乳腺球的能力增加，而乳腺球形成则是干细胞的特征之一。另一方面，从人乳腺上皮分离出的干细胞也能表达EMT标志物。无论是乳腺上皮细胞还是乳腺癌细胞，经历EMT后其干细胞含量增加，体外成球能力和体内成瘤能力均明显增强。把乳腺癌上皮细胞系转化为间质表型，诱导EMT的乳腺癌细胞其CSCs数量增加100倍^[31]。上述结果说明EMT过程可以刺激肿瘤细胞产生干细胞的特征。此后，在人结直肠癌、甲状腺癌、胆管癌和头颈部癌等细胞中，也证明EMT过程可以产生干细胞样特征的细胞。EMT与CSCs之间的密切联系的分子机制尚不明确，可能与某些调控EMT、CSCs的信号通路和转录因子发生重叠有关。

然而，胶质瘤EMT过程是否也能产生干细胞样特征的细胞，目前的研究很少。有研究^[32]发现：促癌因子KITENIN过表达增加胶质瘤细胞EMT标志物(N-cadherin、ZEB1、ZEB2、Snail和Slug)表达的同时，诱导胶质瘤干性标志物(CD133、ALDH1和EPH-B1) 的表达，并增强神经球及克隆形成能力(表明胶质瘤干细胞增加)。Zhang等^[33]研究证明：VSIG4过表达可诱导胶质瘤U87细胞发生EMT，明显促进细胞侵袭和迁移，同时促进胶质瘤干细胞表型形成(神经球形成数量增加，干细胞标志物表达上调)；微小RNA Let-7g-5p通过下调VSIG4表达抑制胶质瘤U87细胞EMT的同时，也减少GSCs形成。用榄香烯处理胶质瘤U87细胞后间质标志物N-钙黏蛋白和β-连环蛋白表达明显下调，上皮标志物E-钙黏蛋白表达明显上调，伴有干性标志物CD133表达水平降低^[34]。这些研究结果提示：胶质瘤细胞发生EMT也能产生干细胞样特征的细胞，但尚需有更多的直接证据。

3 靶向抑制EMT的肿瘤治疗策略

EMT不仅与肿瘤的侵袭、转移、复发和治疗抵抗有关，而且还能刺激肿瘤细胞获得干细胞特征，因此有研究者认为：EMT、CSCs和耐药构成了致命性“三组合”或癌症的“邪恶轴心”^[35-36]，成为肿瘤难以治愈的根本原因。因此，靶向抑制EMT，可能阻止肿瘤细胞的侵袭和转移、清除CSCs并克服耐药性^[37-38]，起到“一箭三雕”的作用，已成为备受重视的肿瘤治疗新策略^[39-40]。目前靶向抑制EMT主要有以下几个方面策略：

3.1 调控EMT诱导转录因子

有充分的证据^[41]证明：EMT诱导转录因子(EMT-inducing transcription factors)在引发EMT中起着关键作用。EMT诱导转录因子主要包括：SNAI1(Snail)、SNAI2(Slug)、ZEB1、ZEB2、Twist1和Twist2等。这些EMT诱导转录因子能抑制E-钙黏蛋白表达，导致EMT。因此抑制这些EMT诱导转录因子表达及活性，可能阻止EMT发生^[42]。有研究^[43]证明:岩藻多糖(Fucoidan)能通过下调转录因子Twist1、Snai1和Snai2表达而抑制乳腺癌细胞EMT。

3.2 调节EMT信号通路

激活EMT的信号通路主要包括：转化生长因子β(transforming growth factor-β, TGF-β)、成纤维细胞生长因子(fibroblast growth factor, FGF)、表皮生长因子(epidermal growth factor, EGF)、磷脂酰肌醇-3激酶/丝苏氨酸蛋白激酶(PI3K/Akt)、Hedgehog、Notch、Wnt、骨形成蛋白(BMP)、肝细胞生长因子(hepatocyte growth factor, HGF)、胰岛素样生长因子(insulin-like growth factor, IGF)和缺氧/缺氧诱导因子信号通路等^[40]。

3.3 靶向与EMT有关的非编码RNAs

某些微小RNAs(miRNAs)和长链非编码RNAs主要通过调节EMT诱导转录因子和(或)EMT信号通路的表达来调控EMT^[47]。过表达的长链非编码RNA PTCSC3通过下调Wnt信号通路抑制胶质瘤U87细胞EMT^[48]。靶向与EMT有关的miRNAs或长链非编码RNAs，已成为干预EMT的策略之一。

3.4 靶向EMT标志物

EMT的特点是丧失上皮标志物(如E-钙黏蛋白、β-连环蛋白和细胞角蛋白等)和获得间质标志物(如N-钙黏蛋白、波形蛋白和纤连蛋白等)。靶向这些标志物蛋白可能抑制EMT及清除已存在的转移肿瘤细胞。目前已有靶向E-钙黏蛋白、N-钙黏蛋白和波形蛋白的一些措施。Polireddy等^[49]从41 472个化合物中筛选EMT抑制剂，发现化合物BSI能上调E-钙黏蛋白，明显抑制胰腺癌细胞迁移和侵袭。

目前，靶向抑制EMT的药物或化合物的研发势头强劲，正在研究的EMT抑制剂已有20余种，如盐霉素、戒酒硫、二甲双胍、和厚朴酚、石斛酚、苦参碱、白藜芦醇以及化合物SB-525334和SU9516等，大部分尚处于临床前研究阶段。

综上所述，EMT是一个动态、多步骤和多因素调控的过程，仅靶向EMT一个过程难以遏制EMT发生，综合多种靶向干预措施可更好地阻止或逆转EMT^[40]。随着更特异性EMT抑制剂的发现、一些新药的联合应用，将有望实现通过靶向EMT治疗肿瘤。