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间充质上皮转化因子(上皮间质转化emt)

充质干细胞 2023年03月20日 02:06 im

本文还讨论了间充质上皮转化因子和上皮间质转化emt的技术实现,以帮助解决现实世界的问题。

上皮间充质转化的研究进展

上皮间充质转化,特别是3型上皮间充质转化近年研究较热。由于上皮性肿瘤在恶性肿瘤中所占比例及其转归预后较差,探究上皮细胞在获得去分化迁移侵袭能力的过程,即上皮间充质转化过程,为肿瘤的控制提供了方向。

E-cadherin

细胞在上皮间充质过程中上皮极性和细胞连接缺失,经研究证实,E-cadherin可维持细胞间紧密连接,阻止细胞活动侵袭及转移扩散。相反地,培养的上皮细胞E-cadherin转基因小鼠模型或表达敲出证实了低E-cadherin表达可诱导EMT发生。Cadherin的表达可以在转录、翻译、翻译后蛋白降解等多水平进行调节,在不同的人体肿瘤中,E-cadherin的功能缺失可由基因突变产生的蛋白异常、异常的转录后修饰(磷酸化或糖基化)和增加的蛋白水解所致。例如,转录因子Snail-1,Snail-2,Zeb-1,Zeb-2,Twist的影响;启动子超甲基化所致转录水平沉默等。

zeb1

zeb1作为EMT最关键的转换分子 ,其表达可以抑制mir-200b/a/429,而mir-200b/a/429也可以做为抑制因子抑制zeb1的表达。

microRNA

microRNA是进化过程中高度保守的长队在19-24核苷酸的RNA分子,它能够通过与mRNA的特异性结合,在转录后水平影响基因表达。据估计miRNA能顾影响人体内30%的蛋白表达。在肿瘤发生过程中,miRNA可以通过自身的上调和下调分别行使原癌基因和抑癌基因的作用。它也可影响肿瘤细胞对于细胞抑制剂或辐射的敏感性。

上皮间充质转化中miRNA的复杂调节可以通过miR-200家族(miR-200a,miR-200b,miR-200c,miR-141及miR-429)的例子来阐明。miR-200家族抑制转录因子Zeb-1和Zeb-2(E-cadherin的转录因子)的表达,相反地,Zeb-1和Zeb-2抑制miR-200的表达。换言之,miR-200通过反馈调节抑制EMT过程。也有研究证实,在人类乳腺癌细胞系,miR-200上调促进转移,提示在细胞转移过程不同进程中,miR-200成员发挥的作用不同。并且,Notch配体Jagged2通过抑制转录因子GATA3的表达促进肿瘤转移,GATA3也可抑制miR-200进而促进肿瘤转移,故言之,miR-200与GATA3也属于反馈抑制调节。

miR-9也可直接影响E-cadherin的表达。部分miRNA可通过靶向EMT中的转录因子,例如Snail,Zeb等,或调节其中信号通路影响肿瘤转移。举例说明,抑癌基因p53可诱导miR-34a和miR-192的表达,进而抑制Snail-1和Zeb-2的表达,阻止EMT进程。miR-138可抑制ZEb-2进而抑制EMT。miR-194抑制Bmi,而Twist-1诱导Bmi活化EMT。miR-27直接阻断肿瘤抑制基因APC的表达,进而促进EMT。

上皮间充质转化可以用什么代替

上皮间充质转化是指细胞从上皮细胞向间充质细胞转化的过程,这种转化在生物学研究中非常重要,因为它涉及到许多生理和病理过程,如肿瘤转移、组织修复和再生等。目前,还没有一种完全可以代替上皮间充质转化的方法,但是有一些方法可以在一定程度上模拟这个过程。例如,可以使用化学物质(如TGF-β、FGF、EGF等)或生物材料(如基质蛋白、胶原蛋白等)来刺激细胞转化。此外,也可以使用基因编辑技术来改变细胞的表达谱,从而促进或抑制细胞的转化。虽然这些方法不能完全代替上皮间充质转化,但它们可以为研究人员提供一些有用的工具,以更好地理解这个过程。

上皮间质转化是什么?

上皮细胞-间充质转化(EMT),是指上皮细胞通过特定程序转化为具有间质表型细胞的生物学过程。

在胚胎发育、慢性炎症、组织重建、癌症转移和多种纤维化疾病中发挥了重要作用,其主要的特征有细胞黏附分子(如E-钙黏蛋白)表达的减少、细胞角蛋白细胞骨架转化为波形蛋白(Vimentin)为主的细胞骨架及形态上具有间充质细胞的特征等。

通过EMT,上皮细胞失去了细胞极性,失去与基底膜的连接等上皮表型,获得了较高的迁移与侵袭、抗凋亡和降解细胞外基质的能力等间质表型。EMT是上皮细胞来源的恶性肿瘤细胞获得迁移和侵袭能力的重要生物学过程。

阐明调控恶性肿瘤细胞发生EMT过程的分子机制,明确其在恶性肿瘤的发生、发展、转移中的病理意义,并探索基于EMT关键分子的诊断方法及靶向EMT关键分子的治疗手段是肿瘤转移中EMT机制研究的关键科学问题。

在 iPS 细胞重编程

为了使体细胞重新编程为诱导多能干细胞(iPS细胞),必须发生许多不同的细胞过程。iPS细胞重编程,也称为体细胞重编程,可以通过Oct4、Klf4、Sox2和c-Myc (OKSM)的异位表达来实现。诱导后,小鼠成纤维细胞必须经过 MET 才能成功开始重新编程的起始阶段。

上皮相关基因,例如 E-cadherin/ Cdh1、Cldns -3、-4、-7、-11、Occludin (Ocln)、上皮细胞粘附分子(Epcam) 和Crumbs 同源物 3(Crb3) 在Nanog (维持多能性的关键转录因子)打开之前均被上调。

此外,间充质相关基因如 Snail、Slug、Zeb -1、-2 和N-钙粘蛋白在 OKSM 诱导后的前 5 天内下调。添加阻断 MET 的外源TGF-β1显着降低了 iPS 重编程效率。这些发现都与先前的观察结果一致,即胚胎干细胞类似于上皮细胞并表达 E-钙粘蛋白。

最近的研究表明,iPS 细胞重编程中 Klf4 的异位表达可能通过与CDH1的启动子区域和第一个内含子(编码 E-cadherin 的基因)结合来特异性地诱导 E-cadherin 表达。

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