E-cadherin,又名上皮粘附蛋白,是一種重要的細胞-細胞黏附蛋白,對於保持組織的結構與功能至關重要。由CDH1基因編碼的E-cadherin在許多癌症中扮演著重要角色,包括胃癌、乳腺癌、結腸癌、甲狀腺癌和卵巢癌。這篇文章將深入探討E-cadherin的功能、其在細胞黏附中的重大意義,以及它在腫瘤發展中的潛在影響。
E-cadherin在細胞之間的黏附中負責穩定上皮組織,並且是細胞間物質交流的調節者。
自1966年以來,E-cadherin的發現是由日本生物學家竹內正俊所推動。他最初的研究集中於雛雞的晶狀體形成,藉由分析眼睛內的細胞培養物,他意識到細胞間的黏附作用對於維持細胞結構的完整性至關重要。E-cadherin的設計以鈣為依賴,具有五個超外部的cadherin重複單元,這些結構共同協助細胞進行黏附。
在上皮細胞中,E-cadherin維持組織的完整性,並在細胞週邊形成連接,進而支持細胞內部的結構與功能。其降解或功能喪失已被認為與腫瘤的發展有著密切的關聯,導致細胞增殖、侵襲以及轉移的增加。
當E-cadherin的功能喪失時,細胞黏附的強度下降,這可能讓癌細胞更容易穿越基底膜並侵入周圍組織。
肿瘤的发生常常和“上皮-間葉轉換”(EMT)有關,E-cadherin在這一轉換中扮演著重要角色。在EMT過程中,E-cadherin的表達水平降低,導致細胞失去緊密的黏附性質,這使得它們能夠成為具侵襲性的腫瘤細胞。隨著腫瘤進展,細胞經常經歷由上皮狀態向間葉狀態的轉變。
E-cadherin的內部結構與細胞骨架相互作用是其功能的關鍵。當E-cadherin在細胞間形成連接時,它與α-catenin和β-catenin形成複合物,這確保了細胞間的黏附力。這種黏附不僅影響組織的結構,還在那些粘附的細胞之間傳遞信號,這些信號會啟動不同的生化通路,從而影響細胞的生長和運動。
E-cadherin在細胞週期中也發揮著角色:它的黏附作用能夠抑制細胞的增殖,這是因為E-cadherin觸發了細胞接觸抑制的機制,這有助於調控細胞密度。當細胞密度降低時,E-cadherin的作用會受到影響,促使細胞重新進入周期進行增殖。
E-cadherin的缺失還與癌細胞的轉移能力顯著提升有關,使細胞更容易侵入周遭組織。
在許多癌症類型中,E-cadherin的失功能是腫瘤轉移的關鍵因素。以乳腺癌為例,侵襲性導管癌相較於浸潤性小葉癌,在E-cadherin的表達上差異顯著。浸潤性小葉癌的E-cadherin表達通常顯著降低,這使得侵襲性增強,促進癌細胞在組織間的擴散。
此外,母體遺傳狀態中的CDH1突變與某些類型的癌症進一步相關聯,例如遺傳性弥漫性胃癌。然而,CDH1基因的突變往往會導致E-cadherin的失活,形成一個不利的微環境,進而促成腫瘤的發生。
關於E-cadherin的功能及其在癌症中的角色仍有許多未解之謎。針對E-cadherin的調控機制、細胞黏附的動態過程以及其在不同癌症類型中的特異性表現,未來的研究可能為癌症療法帶來新的突破,例如開發針對E-cadherin通路的療法,以提高癌症治療的有效性和精確性。
面對E-cadherin的這些挑戰,我們不禁要思考:未來是否能找到有效的方式來恢復E-cadherin的功能,以對抗癌症的轉移與發展?