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【摘要】转化生长因子-β（transforming growth factor-β，TGF-β）广泛参与细胞的生长、分化和迁移，在口腔鳞状细胞癌（oral squamous cell carcinoma，OSCC）的进展中起至关重要的作用。了解TGF-β在口腔鳞癌的作用机制，有助于预防和治疗口腔鳞癌，本文对近年来TGF-β与口腔鳞癌的关系以及TGF-β抑制剂研究进展进行综述。
【关键词】转化生长因子β;口腔鳞状细胞癌;药物治疗
肿瘤的浸润和转移是口腔鳞癌患者治疗失败和死亡率高的主要原因。而肿瘤的浸润和转移是一个肿瘤细胞与肿瘤微环境相互作用，涉及多步骤、多阶段、多基因变化的复杂过程。因此，研究肿瘤微环境里各个因子在肿瘤转移过程中的作用机制，并从分子生物学角度寻找肿瘤转移的标志物从而进行靶向治疗已成为目前研究的热点。其中各种细胞分泌的转化生长因子β广泛参与细胞的生长、分化和迁移，在肿瘤进展中起至关重要的作用，本文就TGF-β的结构、信号通路及作用、与口腔鳞癌的相关研究进展作一简要综述。
1 TGF-β的发现和结构
转化生长因子（transforming growth factor，TGF）是De Larco在1978年培养小鼠肉瘤病毒细胞株的培养基中鉴定出的肉瘤生长因子，因具有细胞转化的特性而又命名为TGF。目前认为TGF-β包括TGF-β1， TGF-β2， TGF-β3，TGF-β4四个亚型，且TGF-β1在其中占最主要地位，由两个分子量为12.5KD的结构相似的单体通过分子间的二硫键连接而成的双体，前体分子（pre-pro-TGF-β）N端含有一个信号肽，裂解后形成非活性状态的多肽链前体（pro-TGF-β），pro-TGF-β通过酸化或者蛋白酶水解等途径去除N端部分氨基酸残基后，剩余的羧基端部分就是有活性的TGF-β。
2 TGF-β信号通路及作用
TGF-β主要通过与其受体结合形成TGF-β信号通路参与介导胚胎发育、免疫反应、骨骼形成及肿瘤进展等一系列生理病理活动。TGF-β受体有TβRⅠ、TβRⅡ、TβRⅢ 3种，均是丝氨酸/苏氨酸激酶两者形成的异源二聚体。TGF-β 配体与TβRⅡ结合，后者可磷酸化TβRⅠ，TβRⅡ和TβRⅠ结合后通过磷酸化细胞质介质Smad 2和Smad 3传递信号，Smad 2和Smad 3与Smad 4相互作用进入细胞核。在细胞核内，磷酸化的Smad 2-Smad 3-Smad 4三聚体复合物与被称为Smad结合元件的特定DNA序列结合，调控TGF-β靶基因的转录，这是最经典的TGF-β/ Smad依赖性信号转导途径，此外，TGF-β与其受体活化后还可以通过G蛋白、有丝分裂原蛋白相关联的非 Smad依赖性信号转导途径发挥效应。
3 TGF-β在肿瘤中的作用及与口腔鳞癌的相关性研究
近年来发现TGF-β在肿瘤的发生发展中是一把“双刃剑”，在肿瘤的早期，TGF-β作为一种免疫抑制细胞因子，通过抑制生长、促进凋亡、促进细胞分化、抑制有利于肿瘤发生的炎症来抑制肿瘤的发生[5].但在肿瘤的中晚期时，TGF-β处于过表达状态，其表达分布与肿瘤的分期、分级以及淋巴结转移程度呈正相关，这可能是肿瘤进展期因信号通路的因子发生变异所致，细胞抵抗TGF-β的生物学作用而表现为抑制作用的消失，肿瘤呈生长优势，进而自身会反馈性增加TGF-β的分泌，更多地表达TGF -β。过表达TGF-β主要通过促进细胞上皮-间质转化（epithelial-mesenchymal transition，EMT）的进程，使细胞活性增加，便于肿瘤细胞侵袭和远处转移并形成转移灶[5]。
TGF-β在恶性肿瘤中双重作用同样受用于口腔鳞癌，即初期的肿瘤抑制作用和中晚期的促进效应。早期普遍认为TGF-β在鳞状细胞癌中少量表达，扮演着有效的上皮细胞增殖抑制因子角色.因此，当Akhurst[6]等人发现TGF-β1在化学致癌物诱导的小鼠皮肤鳞癌中过度表达时是出乎意料的，随后他在实验中证实了TGF-β1在小鼠皮肤鳞癌中表现出双重作用。Lu SL[7]和Han G也分别发现TGF-β1在约78%人头颈部鳞癌和52.9%皮肤鳞癌标本中高表达，提示过表达的TGF-β1对头颈部鳞癌的发生发展有重要作用。越来越多的研究表明TGF-β在口腔鳞癌中高表达，其程度与口腔鳞癌的分化程度和转移状态有关，证实了TGF-β参与促进了口腔鳞癌的发生和转移。因此人们开始对TGF-β在肿瘤中双重作用的机制进行研究，早期人们将TGF-β对肿瘤的促进作用主要归功于其促细胞EMT作用上，认为TGF-β对肿瘤细胞表型变化的调控决定它是肿瘤促进还是肿瘤抑制作用，但对于TGF-β在肿瘤促进与肿瘤抑制之间的具体转变机制仍不清楚，两表型的改变机制也不明确。随着研究深入，肿瘤微环境的重要性逐渐凸显，人们发现TGF-β信号通路不仅是上皮细胞表型转化的重要调控因子，也参与调节与肿瘤进展密切相关的基质微环境，使我们对TGF-β在口腔鳞癌的双重作用机制有了更深的认识。
研究表明TGF-β对早期肿瘤细胞的抑制作用主要是通过抑制c-myc表达和刺激依赖性周期蛋白激酶抑制剂（CDKI）如p21WAF1和 p15Ink4b及诱导死亡相关蛋白激酶（ DAPK） 、GADD45b、Bim等增殖抑制因子的表达来实现的。但在口腔鳞癌的中晚期，肿瘤细胞TGF-β的负性调控作用开始消失，这与肿瘤细胞的TGF-β信号通路异常有关。研究发现TGF-β RII和Smad 4在鳞癌中主要起抑癌作用，在对TGF-β生长抑制作用不敏感的头颈部鳞癌及其他肿瘤中均出现其基因突变和缺失。当然，TGF-β/ Smad 信号通路的异常还包括其他因子的突变和缺失，Douglas等就在35例头颈部肿瘤组织中发现约58%的肿瘤组织中TGF- β1的表达增强1.5～3.8 倍，有一種TGF- β信号传导分子异常的肿瘤组织约占90.3%，同时有多种分子异常的肿瘤组织约占63%，如Smad7增加，Smad2、Smad3、TβRⅡ减少。TGF-β/ Smad信号传导通路的缺失或异常，不仅导致TGF-β所引起的生长抑制效应逐渐消失，还导致上皮细胞特性的改变及影响肿瘤微环境的基因表达的改变，从而影响到肿瘤的进展。其具体机制可能是刺激血管生成、机体的免疫监控系统失活及合成适宜于肿瘤生长、侵润及转移的细胞外基质。如Lu等在小鼠模型中通过上调头颈部TGF- β1，激活内皮细胞表面TGF-β1受体ALK1及其下游分子Smad1、Smad5、Smad8，促进了小鼠血管形成。Lewis的研究证实：口腔鳞癌细胞主要通过分泌TGF- β1刺激口腔正常成纤维细胞向肌成纤维细胞（myofibroblast，MFB）转分化。后者是一种向平滑肌转分化的成纤维细胞，可以通过分泌各种细胞因子刺激口腔鳞癌细胞的增殖，对肿瘤的发生发展具有十分重要作用。研究也发现TGF- β1可以诱导口腔鳞癌细胞中的ITGB 6活性转录表达，而后者的过表达在口腔鳞癌的侵袭和转移中也起重要作用。 4 以TGF-β為靶点的肿瘤治疗应用进展
鉴于TGF-β在肿瘤发生发展中所扮演的重要角色，提出阻断TGF-β来治疗肿瘤的策略和研究方向。目前有关TGF-β的抑制剂也相继出现，包括人工抗体药物如1D11（ CAT152、CAT192）、靶标基因抑制剂如曲贝德、小分子受体激酶抑制剂如SD-208、肽适配、去甲基化抑制剂等其他抑制剂。由于TGF-β信号的早期抑制作用限制了TGF-β抑制剂作为肿瘤靶向治疗药物的发展，使得针对TGF-β靶向治疗的有效性存在一定困难，这需要我们进一步研究TGF-β在口腔鳞癌及其他恶性肿瘤组织中的作用机制，针对TGF-β靶向治疗所面临的困难也定会迎刃而解。
参考文献
[1].Radhika T， Jeddy N， Nithya S， et al. Salivary biomarkers in oral squamous cell carcinoma-An insight[J]. Journal of Oral Biology & Craniofacial Research， 2016， 6（1）：S51-S57.
[2].De Larco JE，Todaro GJ.Growth factors from murine sarcoma virus-transformed cells[J].Proc Natl Acad Sci USA，1978，75（ 8） ： 4001-4005.
[3].Vander Ark A， Cao J， Li X. TGF-β receptors： In and beyond TGF-β signaling. Cell Signal. 2018;52：112-120.
[4]. Syed V. TGF-β Signaling in Cancer. J Cell Biochem. 2016;117（6）：1279-1287.
[5].Morikawa M， Derynck R， Miyazono K. TGF-β and the TGF-β Family： Context-Dependent Roles in Cell and Tissue Physiology. Cold Spring Harb Perspect Biol. 2016;8（5）：a021873.
[6].Akhurst R J， Fee F， Balmaint A. Localized production of TGF-β mRNA in tumour promoter-stimulated mouse epidermis[J]. Nature， 1988， 331（6154）： 363-365. Lu S L， Reh D， Li A G， et al. Overexpression of transforming growth factor β1 in head and neck epithelia results in inflammation， angiogenesis， and epithelial hyper proliferation[J].Cancer Research， 2004， 64（13）：4405-4410.
[7].Santibanez J F， Hristina Obradovi X， Kukolj T， et al. Transforming growth factor-beta， matrix metalloproteinases and urokinase-type plasminogen activator interaction in the cancer epithelial to mesenchymal transition[J]. Developmental Dynamics， 2018，247（3）：382-395.
[8].Reh D，Lu S，Cohen JI，et al. Alterations in the TGF-β signaling pathway in human head and neck squamous cell carcinoma[J]. Oto-laryngol Head Neck Surg，2004，131（2）：111-117.
[9].Lewis MP，Lygoe KA，Nystrom ML，et al. Tumour- derived TGF- beta1modulates myofibroblast differentiation and promotes HGF/SF-de-pendent invasion of squamous carcinoma cells[J]. Br J Cancer，2004，90（4）：822- 832.
【关键词】转化生长因子β;口腔鳞状细胞癌;药物治疗
肿瘤的浸润和转移是口腔鳞癌患者治疗失败和死亡率高的主要原因。而肿瘤的浸润和转移是一个肿瘤细胞与肿瘤微环境相互作用，涉及多步骤、多阶段、多基因变化的复杂过程。因此，研究肿瘤微环境里各个因子在肿瘤转移过程中的作用机制，并从分子生物学角度寻找肿瘤转移的标志物从而进行靶向治疗已成为目前研究的热点。其中各种细胞分泌的转化生长因子β广泛参与细胞的生长、分化和迁移，在肿瘤进展中起至关重要的作用，本文就TGF-β的结构、信号通路及作用、与口腔鳞癌的相关研究进展作一简要综述。
1 TGF-β的发现和结构
转化生长因子（transforming growth factor，TGF）是De Larco在1978年培养小鼠肉瘤病毒细胞株的培养基中鉴定出的肉瘤生长因子，因具有细胞转化的特性而又命名为TGF。目前认为TGF-β包括TGF-β1， TGF-β2， TGF-β3，TGF-β4四个亚型，且TGF-β1在其中占最主要地位，由两个分子量为12.5KD的结构相似的单体通过分子间的二硫键连接而成的双体，前体分子（pre-pro-TGF-β）N端含有一个信号肽，裂解后形成非活性状态的多肽链前体（pro-TGF-β），pro-TGF-β通过酸化或者蛋白酶水解等途径去除N端部分氨基酸残基后，剩余的羧基端部分就是有活性的TGF-β。
2 TGF-β信号通路及作用
TGF-β主要通过与其受体结合形成TGF-β信号通路参与介导胚胎发育、免疫反应、骨骼形成及肿瘤进展等一系列生理病理活动。TGF-β受体有TβRⅠ、TβRⅡ、TβRⅢ 3种，均是丝氨酸/苏氨酸激酶两者形成的异源二聚体。TGF-β 配体与TβRⅡ结合，后者可磷酸化TβRⅠ，TβRⅡ和TβRⅠ结合后通过磷酸化细胞质介质Smad 2和Smad 3传递信号，Smad 2和Smad 3与Smad 4相互作用进入细胞核。在细胞核内，磷酸化的Smad 2-Smad 3-Smad 4三聚体复合物与被称为Smad结合元件的特定DNA序列结合，调控TGF-β靶基因的转录，这是最经典的TGF-β/ Smad依赖性信号转导途径，此外，TGF-β与其受体活化后还可以通过G蛋白、有丝分裂原蛋白相关联的非 Smad依赖性信号转导途径发挥效应。
3 TGF-β在肿瘤中的作用及与口腔鳞癌的相关性研究
近年来发现TGF-β在肿瘤的发生发展中是一把“双刃剑”，在肿瘤的早期，TGF-β作为一种免疫抑制细胞因子，通过抑制生长、促进凋亡、促进细胞分化、抑制有利于肿瘤发生的炎症来抑制肿瘤的发生[5].但在肿瘤的中晚期时，TGF-β处于过表达状态，其表达分布与肿瘤的分期、分级以及淋巴结转移程度呈正相关，这可能是肿瘤进展期因信号通路的因子发生变异所致，细胞抵抗TGF-β的生物学作用而表现为抑制作用的消失，肿瘤呈生长优势，进而自身会反馈性增加TGF-β的分泌，更多地表达TGF -β。过表达TGF-β主要通过促进细胞上皮-间质转化（epithelial-mesenchymal transition，EMT）的进程，使细胞活性增加，便于肿瘤细胞侵袭和远处转移并形成转移灶[5]。
TGF-β在恶性肿瘤中双重作用同样受用于口腔鳞癌，即初期的肿瘤抑制作用和中晚期的促进效应。早期普遍认为TGF-β在鳞状细胞癌中少量表达，扮演着有效的上皮细胞增殖抑制因子角色.因此，当Akhurst[6]等人发现TGF-β1在化学致癌物诱导的小鼠皮肤鳞癌中过度表达时是出乎意料的，随后他在实验中证实了TGF-β1在小鼠皮肤鳞癌中表现出双重作用。Lu SL[7]和Han G也分别发现TGF-β1在约78%人头颈部鳞癌和52.9%皮肤鳞癌标本中高表达，提示过表达的TGF-β1对头颈部鳞癌的发生发展有重要作用。越来越多的研究表明TGF-β在口腔鳞癌中高表达，其程度与口腔鳞癌的分化程度和转移状态有关，证实了TGF-β参与促进了口腔鳞癌的发生和转移。因此人们开始对TGF-β在肿瘤中双重作用的机制进行研究，早期人们将TGF-β对肿瘤的促进作用主要归功于其促细胞EMT作用上，认为TGF-β对肿瘤细胞表型变化的调控决定它是肿瘤促进还是肿瘤抑制作用，但对于TGF-β在肿瘤促进与肿瘤抑制之间的具体转变机制仍不清楚，两表型的改变机制也不明确。随着研究深入，肿瘤微环境的重要性逐渐凸显，人们发现TGF-β信号通路不仅是上皮细胞表型转化的重要调控因子，也参与调节与肿瘤进展密切相关的基质微环境，使我们对TGF-β在口腔鳞癌的双重作用机制有了更深的认识。
研究表明TGF-β对早期肿瘤细胞的抑制作用主要是通过抑制c-myc表达和刺激依赖性周期蛋白激酶抑制剂（CDKI）如p21WAF1和 p15Ink4b及诱导死亡相关蛋白激酶（ DAPK） 、GADD45b、Bim等增殖抑制因子的表达来实现的。但在口腔鳞癌的中晚期，肿瘤细胞TGF-β的负性调控作用开始消失，这与肿瘤细胞的TGF-β信号通路异常有关。研究发现TGF-β RII和Smad 4在鳞癌中主要起抑癌作用，在对TGF-β生长抑制作用不敏感的头颈部鳞癌及其他肿瘤中均出现其基因突变和缺失。当然，TGF-β/ Smad 信号通路的异常还包括其他因子的突变和缺失，Douglas等就在35例头颈部肿瘤组织中发现约58%的肿瘤组织中TGF- β1的表达增强1.5～3.8 倍，有一種TGF- β信号传导分子异常的肿瘤组织约占90.3%，同时有多种分子异常的肿瘤组织约占63%，如Smad7增加，Smad2、Smad3、TβRⅡ减少。TGF-β/ Smad信号传导通路的缺失或异常，不仅导致TGF-β所引起的生长抑制效应逐渐消失，还导致上皮细胞特性的改变及影响肿瘤微环境的基因表达的改变，从而影响到肿瘤的进展。其具体机制可能是刺激血管生成、机体的免疫监控系统失活及合成适宜于肿瘤生长、侵润及转移的细胞外基质。如Lu等在小鼠模型中通过上调头颈部TGF- β1，激活内皮细胞表面TGF-β1受体ALK1及其下游分子Smad1、Smad5、Smad8，促进了小鼠血管形成。Lewis的研究证实：口腔鳞癌细胞主要通过分泌TGF- β1刺激口腔正常成纤维细胞向肌成纤维细胞（myofibroblast，MFB）转分化。后者是一种向平滑肌转分化的成纤维细胞，可以通过分泌各种细胞因子刺激口腔鳞癌细胞的增殖，对肿瘤的发生发展具有十分重要作用。研究也发现TGF- β1可以诱导口腔鳞癌细胞中的ITGB 6活性转录表达，而后者的过表达在口腔鳞癌的侵袭和转移中也起重要作用。 4 以TGF-β為靶点的肿瘤治疗应用进展
鉴于TGF-β在肿瘤发生发展中所扮演的重要角色，提出阻断TGF-β来治疗肿瘤的策略和研究方向。目前有关TGF-β的抑制剂也相继出现，包括人工抗体药物如1D11（ CAT152、CAT192）、靶标基因抑制剂如曲贝德、小分子受体激酶抑制剂如SD-208、肽适配、去甲基化抑制剂等其他抑制剂。由于TGF-β信号的早期抑制作用限制了TGF-β抑制剂作为肿瘤靶向治疗药物的发展，使得针对TGF-β靶向治疗的有效性存在一定困难，这需要我们进一步研究TGF-β在口腔鳞癌及其他恶性肿瘤组织中的作用机制，针对TGF-β靶向治疗所面临的困难也定会迎刃而解。
参考文献
[1].Radhika T， Jeddy N， Nithya S， et al. Salivary biomarkers in oral squamous cell carcinoma-An insight[J]. Journal of Oral Biology & Craniofacial Research， 2016， 6（1）：S51-S57.
[2].De Larco JE，Todaro GJ.Growth factors from murine sarcoma virus-transformed cells[J].Proc Natl Acad Sci USA，1978，75（ 8） ： 4001-4005.
[3].Vander Ark A， Cao J， Li X. TGF-β receptors： In and beyond TGF-β signaling. Cell Signal. 2018;52：112-120.
[4]. Syed V. TGF-β Signaling in Cancer. J Cell Biochem. 2016;117（6）：1279-1287.
[5].Morikawa M， Derynck R， Miyazono K. TGF-β and the TGF-β Family： Context-Dependent Roles in Cell and Tissue Physiology. Cold Spring Harb Perspect Biol. 2016;8（5）：a021873.
[6].Akhurst R J， Fee F， Balmaint A. Localized production of TGF-β mRNA in tumour promoter-stimulated mouse epidermis[J]. Nature， 1988， 331（6154）： 363-365. Lu S L， Reh D， Li A G， et al. Overexpression of transforming growth factor β1 in head and neck epithelia results in inflammation， angiogenesis， and epithelial hyper proliferation[J].Cancer Research， 2004， 64（13）：4405-4410.
[7].Santibanez J F， Hristina Obradovi X， Kukolj T， et al. Transforming growth factor-beta， matrix metalloproteinases and urokinase-type plasminogen activator interaction in the cancer epithelial to mesenchymal transition[J]. Developmental Dynamics， 2018，247（3）：382-395.
[8].Reh D，Lu S，Cohen JI，et al. Alterations in the TGF-β signaling pathway in human head and neck squamous cell carcinoma[J]. Oto-laryngol Head Neck Surg，2004，131（2）：111-117.
[9].Lewis MP，Lygoe KA，Nystrom ML，et al. Tumour- derived TGF- beta1modulates myofibroblast differentiation and promotes HGF/SF-de-pendent invasion of squamous carcinoma cells[J]. Br J Cancer，2004，90（4）：822- 832.