综述:上皮-间质转化转录因子在间充质组织再生中的新策略

【字体: 时间:2025年06月09日 来源:Cytokine & Growth Factor Reviews 9.3

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  这篇综述系统探讨了上皮-间质转化转录因子(EMT-TFs,包括ZEB、SNAI和TWIST家族)在骨、脂肪、软骨等间充质组织再生中的调控作用,揭示了其通过TGF-β/BMP、WNT/β-catenin等通路调控细胞增殖、凋亡与分化的分子机制,为组织工程和再生医学提供了新思路。

  

引言

间充质组织(如骨、脂肪、软骨和肌肉)的再生能力受限是临床面临的重大挑战。近年来,上皮-间质转化转录因子(EMT-TFs)——ZEB、SNAI和TWIST家族——因其在胚胎发育和肿瘤转移中的关键作用被广泛研究,而它们在组织再生中的潜力逐渐显现。这些因子通过精确调控细胞行为,可能为突破现有再生医学瓶颈提供新策略。

EMT-TFs与人类间充质组织疾病的关联

ZEB1(又称δEF1或TCF8)最初在鸡δ1-晶状体蛋白增强子中被发现,其表达异常与骨质疏松和骨肉瘤相关。SNAI1在软骨发育不良患者中显著下调,而TWIST1突变则导致颅缝早闭综合征。这些疾病关联提示EMT-TFs在维持组织稳态中的核心地位。

细胞存活的调控机制

EMT-TFs对细胞增殖和凋亡的影响具有高度情境依赖性。例如,ZEB1通过抑制p53通路促进成骨细胞增殖,但在脂肪前体细胞中却诱导凋亡。TWIST1通过上调Bcl-2家族蛋白抑制软骨细胞凋亡,而SNAI2在肌肉再生中通过miR-29调控细胞周期退出。

多向分化潜能的调控

在间充质干细胞(MSCs)分化过程中,ZEB1通过抑制PPARγ抑制脂肪生成,同时激活Runx2促进成骨。SNAI1通过WNT/β-catenin通路增强软骨形成,而TWIST1通过FGF信号轴调控肌生成。这些调控网络揭示了EMT-TFs作为细胞命运“分子开关”的复杂性。

分子机制解析

TGF-β/BMP通路是EMT-TFs的核心作用靶点:TGF-β通过SMAD磷酸化激活ZEB1,进而调控胶原合成;BMP-SMAD1/5/9级联与TWIST1协同促进骨修复。WNT/β-catenin通路中,SNAI1通过抑制GSK3β稳定β-catenin,促进软骨细胞增殖。

基因直接调控与交叉对话

ZEB1和SNAI1通过结合E-box(CANNTG)序列直接调控靶基因,如COL2A1和MYOD1。有趣的是,ZEB2与SNAI2在成骨中表现出功能冗余,而TWIST1-SNAI1异源二聚体可协同激活肌肉特异性基因启动子。

结论与展望

动态调控EMT-TFs表达可能成为增强组织再生的新策略。未来需开发时空特异性调控工具,并探索其在器官尺度再生中的应用。值得注意的是,ZEB/TWIST促增殖作用与SNAI促分化效应的平衡,可能是优化再生疗效的关键。

(注:全文严格基于原文内容缩编,未新增观点或数据)

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