细胞迁移与上皮-间充质转化

胚胎的构建需要细胞移动，而细胞获得移动能力的一个关键方式是上皮-间充质转化（EMT），在此过程中，紧密连接的上皮细胞失去其细胞间连接和顶-基极性，并获得间充质细胞的迁移和侵袭特性。EMT及其逆向过程使内聚的细胞层能够释放单个细胞，这些细胞迁移到新的位置，例如在原肠胚形成和神经嵴形成过程中。EMT和定向迁移共同作用，重新定位细胞，使组织在正确的位置形成。

Definition

上皮-间充质转化是一个可逆的细胞程序，其中上皮细胞失去其连接和顶-基极性，并获得具有前后极性以及增强的运动性和侵袭性的间充质表型；细胞迁移是细胞在胚胎中定向移动的结果。

Scope

本条目涵盖了EMT的定义、驱动EMT的分子事件、EMT在正常发育中的作用，以及细胞一旦获得迁移能力后如何移动。它将EMT和发育性细胞迁移视为分子和细胞主题，旨在提供参考和教育，而非临床指导。

Core questions

• 哪些分子变化将上皮细胞转化为迁移性间充质细胞？
• 哪些发育事件依赖于EMT和细胞迁移？
• 迁移细胞如何感知方向并到达目的地？
• 发育中的EMT与疾病中其重新激活有何关联？

Key concepts

• 细胞间连接和顶-基极性的丧失
• EMT转录因子（Snail, Slug, Twist, ZEB）
• E-钙黏蛋白的下调
• 获得运动性和侵袭性
• 间充质-上皮转化（逆向过程）
• 神经嵴迁移和原肠胚形成
• 细胞骨架重塑和细胞-基质黏附

Key theories

EMT作为可逆的发育程序

EMT是一个协调的、可逆的转换过程，其中信号通路激活Snail、Slug、Twist和ZEB等转录因子，这些因子抑制上皮基因并诱导间充质基因，从而使细胞能够脱离和迁移，并通过逆向转化在其目的地重新上皮化。

EMT背景的分类

EMT已被分为与发育、伤口愈合和纤维化以及癌症进展相关的类型，它们共享共同的分子核心，但在不同的生物学环境中发生，这阐明了发育程序如何在疾病中被重新利用。

Mechanisms

EMT由发育信号驱动——包括TGF-β/BMP、Wnt、Notch和生长因子通路——这些信号激活一组核心转录因子，如Snail、Slug、Twist和ZEB。这些因子抑制上皮基因，特别是细胞-细胞黏附分子E-钙黏蛋白，并诱导间充质基因，从而使细胞拆除其紧密连接和黏附连接，失去顶-基极性，并重塑其细胞骨架以形成前后极性。然后，细胞伸出突起，形成并更新与细胞外基质的黏附，并通过协调的突起、附着和回缩进行移动。在胚胎中，这使得细胞内陷（如原肠胚形成期间）以及神经嵴细胞的分层和迁移（它们沿着由细胞外线索引导的特定路径移动，然后分化）等事件得以发生。由于EMT是可逆的，迁移细胞可以经历逆向的间充质-上皮转化，在其新位置重新组装成上皮。

Clinical relevance

驱动正常形态发生的相同EMT程序在组织纤维化以及癌症侵袭和转移中被重新激活，这使得发育性EMT成为理解这些过程的参考框架。本条目旨在解释其机制以供参考和教育，并非诊断或治疗的依据。

Evidence & guidelines

证据来源于细胞和发育生物学——对模型胚胎中原肠胚形成和神经嵴的研究、EMT转录因子的分子解剖以及迁移细胞的活体成像——这些证据综合于综述文献和教科书中，而非临床指南。

History

胚胎细胞可以在上皮和间充质状态之间转换的认识源于对原肠胚形成和神经嵴迁移的研究。在随后的几十年里，EMT的分子控制被明确，包括识别抑制E-钙黏蛋白并驱动转化的转录因子，以及认识到该发育程序在纤维化和癌症中被重新利用，这使得EMT获得了广泛的生物医学关注，并促使人们努力对其背景进行分类。

Debates

EMT是全有或全无的转换还是中间状态的连续谱？

细胞是完全在上皮和间充质身份之间转换，还是通过具有混合特征的稳定部分或混合状态，这一点存在争议，越来越多的证据表明中间状态是常见的且具有重要的功能。

Key figures

• Jean Paul Thiery
• M. Angela Nieto
• Raghu Kalluri
• Robert Weinberg
• Rik Derynck

Seminal works

• thiery-2009
• kalluri-weinberg-2009
• lamouille-2014

Frequently asked questions

为什么上皮细胞必须经历EMT才能迁移？

上皮细胞通过连接和顶-基极性固定在原位；EMT拆除了这些特征并重塑了细胞骨架，赋予细胞前后极性和降低的黏附性，这是其脱离和移动所需的。

EMT是永久性的吗？

不是。EMT是可逆的：已经迁移的细胞可以经历逆向的间充质-上皮转化，并在其目的地重新组装成上皮组织。