Przejście nabłonkowo-mezenchymalne (EMT) jest zaaranżowaną serią zdarzeń, w których interakcje komórka-komórka i komórka-matryca zewnątrzkomórkowa (ECM) są zmienione w celu uwolnienia komórek nabłonkowych z otaczającej tkanki, cytoszkielet ulega reorganizacji, aby nadać zdolność do poruszania się w trójwymiarowej ECM, a nowy program transkrypcyjny jest indukowany w celu utrzymania fenotypu mezenchymalnego. Niezbędne dla rozwoju embrionalnego, EMT jest jednak potencjalnie destrukcyjne, jeśli jest rozregulowane, i staje się coraz bardziej jasne, że niewłaściwe wykorzystanie mechanizmów EMT jest integralnym składnikiem progresji wielu nowotworów tkanek nabłonkowych.⇓

Integralność strukturalna jest kluczową właściwością tkanek nabłonkowych: zewnętrzne nabłonki służą jako bariery ochronne przed zagrożeniami środowiskowymi, a wewnętrzne nabłonki tworzą określone i fizjologicznie kontrolowane subdomeny w organizmie. Struktura nabłonka jest utrzymywana przez interakcje komórka-komórka. Obejmuj± one ¶cisłe poł±czenia, oparte na kadherynach poł±czenia adherencyjne, które s± poł±czone z cytoszkieletem aktynowym, poł±czenia szczelinowe, które umożliwiaj± bezpo¶rednie oddziaływania chemiczne pomiędzy s±siaduj±cymi komórkami, desmosomy poł±czone z cytoszkieletem filamentów po¶rednich oraz interakcje komórka-ECM, w których uczestnicz± integryny i inne cz±steczki. Kontakty komórka-komórka i komórka-ECM definiują również polarność tkanki (Yeaman i in., 1999), co pozwala na różne funkcje powierzchni apikalnej i bazalnej. W przeciwieństwie do tego, wiele komórek mezenchymalnych istnieje w dużej mierze bez bezpośrednich kontaktów komórka-komórka i zdefiniowanej biegunowości komórkowej, a także posiada odmienne interakcje komórka-ECM i struktury cytoszkieletowe. Komórki mezenchymalne mogą przyczyniać się do tworzenia ECM poprzez syntezę i organizację nowych składników oraz przebudowę ECM poprzez produkcję metaloproteinaz rozkładających macierz (MMP). Komórki mezenchymalne są również bogatym źródłem białek sygnalizacyjnych, które działają na komórki nabłonkowe, w tym czynników wzrostu z rodziny epidermalnej (EGF), heptocytarnej (HGF) i fibroblastycznej (FGF), jak również transformującego czynnika wzrostu β (TGFβ).

Indukcja EMT wydaje się być wysoce specyficzna dla tkanki i typu komórki (Thiery, 2003), ponieważ czynniki, które indukują EMT w pewnych okolicznościach, mogą mieć zupełnie inne efekty w innych (Janda i in., 2002). Niektóre z cytoplazmatycznych szlaków transdukcji sygnału są dość dobrze zdefiniowane – na przykład aktywacja i translokacja jądrowa białek SMAD w następstwie asocjacji TGFβ z jego receptorami na powierzchni komórki (Shi i Massague, 2003). W innych przypadkach aktywacja EMT wiąże się z bardziej plejotropowymi sygnałami, jak w przypadku reaktywnych form tlenu (ROS) produkowanych w odpowiedzi na ekspozycję na metaloproteinazy macierzy (MMPs) (Radisky i in., 2005). ROS mogą wpływać na szereg szlaków sygnałowych (Finkel, 2003; Hussain i in., 2003), a także mogą bezpośrednio indukować EMT (Mori i in., 2004). Czynniki indukujące EMT mogą bezpośrednio zmieniać strukturę cytoszkieletu i prowadzić do rozpadu interakcji komórka-komórka i komórka-ekosystem (Janda i in., 2002; Ozdamar i in., 2005), ale ważnym elementem szlaku EMT jest aktywacja kluczowych czynników transkrypcyjnych (Huber i in., 2004; Nieto, 2002; Peinado i in., 2003). Wiele z genów reagujących na EMT, aktywowanych przez te czynniki transkrypcyjne, koduje białka zaangażowane w indukcję EMT i w ten sposób tworzy pętle sprzężenia zwrotnego, które mogą pomóc w utrzymaniu fenotypu mezenchymalnego.

EMT odgrywa rolę w wielu etapach rozwoju, w tym gastrulacji, w której nabłonek embrionalny daje początek mezodermie, oraz w rozwarstwieniu grzebienia nerwowego, który wytwarza populację wysoce mobilnych komórek, które migrują do i są włączane do wielu różnych tkanek (Nieto, 2001; Shook i Keller, 2003). Po migracji do miejsc docelowych, komórki mogą powrócić do swojego pierwotnego fenotypu nabłonkowego w procesie znanym jako przejście mezenchymalno-epitelialne (MET). Badania wykazały, że morfologia tkanki odgrywa rolę w indukcji rozwoju EMT (Shook i Keller, 2003). W niektórych przypadkach komórki nabłonkowe znajdują się w miejscu, w którym ulegają EMT. W innych, obszary nabłonka są przeorganizowane przed odłączeniem się od otaczających komórek i nabyciem zdolności do przebicia się przez błonę podstawną.

Indukcja EMT może zagrozić mechanicznej i fizjologicznej integralności tkanki, a niewłaściwa indukcja tego procesu może mieć katastrofalne skutki. Przewlekły stan zapalny lub warunki promujące trwałe zaburzenie tkanki mogą stymulować włóknienie, stan, w którym nadmiar EMT zagraża integralności tkanki i funkcji narządu (Iwano i in., 2002; Kalluri i Neilson, 2003). Co więcej, cecha definiująca komórki, które ulegają EMT – zdolność do oddzielania się od sąsiednich komórek i przenikania do i przez otaczające tkanki – jest szczególnie niebezpieczna, gdy jest nabywana przez komórki nowotworowe, a procesy EMT zidentyfikowane w badaniach rozwojowych są obecnie uznawane za zaangażowane w kluczowe etapy przerzutów nowotworowych (Kang i Massague, 2004; Yang i in., 2004). EMT działa również w progresji guza poprzez zapewnienie zwiększonej odporności na czynniki apoptotyczne (Maestro i in., 1999; Vega i in., 2004) oraz poprzez wytwarzanie tkanek podporowych, które zwiększają złośliwość guza centralnego (Petersen i in., 2003).

Ale chociaż wiele dowiedziano się o poszczególnych czynnikach zewnątrzkomórkowych i szlakach, które indukują, regulujących EMT, bardzo niewiele wiadomo o tym, jak te czynniki są zintegrowane ze sobą w kontekście tkankowym, a jeszcze mniej dobrze zrozumiane są mechanizmy zaangażowane w MET. Integracja danych uzyskanych z badań rozwojowych ze szczegółowymi informacjami uzyskanymi z testów hodowlanych, proces, który jest już w toku, zapewni kluczowy wgląd w te pytania.