陳婷婷，于韶榮，曹海霞，馮繼鋒

(南京醫(yī)科大學(xué)附屬腫瘤醫(yī)院，南京 210009)

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外泌體在腫瘤侵襲轉(zhuǎn)移中的促進(jìn)作用研究進(jìn)展

陳婷婷，于韶榮，曹海霞，馮繼鋒

(南京醫(yī)科大學(xué)附屬腫瘤醫(yī)院，南京 210009)

腫瘤細(xì)胞分泌的外泌體與腫瘤發(fā)生發(fā)展密切相關(guān)，并通過分泌各種信號分子，增強(qiáng)腫瘤血管生成，抑制免疫反應(yīng)，參與腫瘤細(xì)胞耐藥促進(jìn)腫瘤侵襲轉(zhuǎn)移。

外泌體；腫瘤；侵襲轉(zhuǎn)移

外泌體是直徑30～100 nm的雙層膜性囊泡[1]，含有細(xì)胞特異的蛋白、脂質(zhì)和核酸，并可作為信號分子參與細(xì)胞間的信息傳遞。最近研究[2～6]表明，外泌體在免疫監(jiān)視、炎癥反應(yīng)及腫瘤發(fā)生發(fā)展等許多生理和病理過程中發(fā)揮著重要的功能。腫瘤來源或腫瘤相關(guān)的外泌體參與調(diào)控腫瘤發(fā)生發(fā)展，對腫瘤外泌體的分析和檢測可以輔助腫瘤的早期診斷、療效評價和預(yù)后分析?，F(xiàn)就外泌體在腫瘤侵襲轉(zhuǎn)移中的促進(jìn)作用研究進(jìn)展綜述如下。

1　外泌體的組成

外泌體主要由蛋白質(zhì)以及核酸等組成。所有外泌體擁有共同的蛋白質(zhì)或蛋白質(zhì)家族,如CD9、CD63、CD81、CD82等，這些可以作為它的生物標(biāo)記物，并可能與外泌體的生物起源有關(guān)。不同組織來源的外泌體表達(dá)特異性蛋白，與細(xì)胞的特定功能相關(guān)。腫瘤細(xì)胞來源的外泌體(TEXs)含有特異性的腫瘤抗原，如人類鼻咽癌細(xì)胞的外泌體含有LMP1，其能抑制T細(xì)胞活化，從而影響腫瘤細(xì)胞逃避宿主的免疫反應(yīng)。除了蛋白質(zhì)，外泌體還含有大量的核酸，如mRNA、microRNA(miRNA)和LncRNA等。這些核酸可以通過與目標(biāo)細(xì)胞膜融合轉(zhuǎn)移到受體細(xì)胞，從而調(diào)節(jié)受體細(xì)胞的蛋白表達(dá)和信號通路[7]。這些核酸分子還可以作為診斷腫瘤的分子標(biāo)記物[8，9]。目前對外泌體的生物活性以及其分泌的分子機(jī)制知之甚少；外泌體的釋放受多種信號分子的精確調(diào)控，如神經(jīng)酰胺、鈣信號、p53、酸中毒以及熱和細(xì)胞壓力。目前，傳統(tǒng)提取方法利用超速離心或密度梯度離心對外泌體進(jìn)行富集，然而這些方法耗時耗力，提取效果并不理想。近年來，國外的SBI、BD公司以及國內(nèi)的廣州銳博公司研發(fā)出新型外泌體提取試劑盒，為研究者提供了便捷、快速、高純度的外泌體提取方法[10]。

2　外泌體在腫瘤侵襲轉(zhuǎn)移中的促進(jìn)作用

腫瘤的侵襲轉(zhuǎn)移是指腫瘤細(xì)胞脫離原發(fā)生長部位,通過各種途徑的轉(zhuǎn)運(yùn),在機(jī)體內(nèi)遠(yuǎn)離原發(fā)部位的器官或組織繼續(xù)增殖生長,形成同樣性質(zhì)腫瘤(轉(zhuǎn)移瘤)的過程，是惡性腫瘤最重要的生物學(xué)特點(diǎn)。腫瘤細(xì)胞分泌的外泌體通過分泌各種信號分子，增強(qiáng)腫瘤血管生成，抑制免疫反應(yīng)，參與腫瘤細(xì)胞耐藥形成的方式促進(jìn)腫瘤侵襲轉(zhuǎn)移。

2.1分泌各種信號分子腫瘤細(xì)胞通過與自身微環(huán)境的信息交流促進(jìn)腫瘤細(xì)胞的侵襲轉(zhuǎn)移，而外泌體可以充當(dāng)這種信息載體。腫瘤產(chǎn)生的外泌體可釋放一系列的細(xì)胞因子、生長因子、黏附分子和細(xì)胞外基質(zhì)蛋白，介導(dǎo)腫瘤微環(huán)境和腫瘤細(xì)胞-細(xì)胞的交流。大量實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)表明，這些信號分子通過各種方式作用于受體細(xì)胞，從而促進(jìn)腫瘤的侵襲和轉(zhuǎn)移。研究[11]顯示,肝癌細(xì)胞產(chǎn)生的外泌體可以通過轉(zhuǎn)移相關(guān)的蛋白質(zhì)和核酸分子，促使正常的肝細(xì)胞產(chǎn)生癌細(xì)胞活性，從而增強(qiáng)腫瘤細(xì)胞的侵襲和轉(zhuǎn)移。由表達(dá)突變型KRAS基因的結(jié)腸癌細(xì)胞提取的外泌體內(nèi)含有許多促癌蛋白，包括EGFR、KRAS、Src家族激酶以及整合素，這些促癌蛋白可以把表達(dá)突變型KRAS基因腫瘤細(xì)胞的侵襲能力轉(zhuǎn)移到表達(dá)野生型KRAS基因的受體細(xì)胞[12]。黑色素瘤細(xì)胞來源的外泌體可作為信使先行到達(dá)預(yù)轉(zhuǎn)移的淋巴結(jié)，調(diào)理局部微環(huán)境并促進(jìn)腫瘤向該位置的靶向轉(zhuǎn)移[13]。由此可見，腫瘤細(xì)胞釋放的外泌體可以通過釋放蛋白、核酸等信號分子，在腫瘤細(xì)胞與周圍細(xì)胞之間的對話以及腫瘤的侵襲轉(zhuǎn)移中發(fā)揮著重要作用。

2.2增強(qiáng)腫瘤血管生成缺氧是實(shí)體腫瘤尤其是晚期腫瘤的另一個重要特點(diǎn)，是由腫瘤細(xì)胞氧的供應(yīng)和消耗的不平衡導(dǎo)致的，缺氧的腫瘤組織表現(xiàn)出侵襲性的細(xì)胞表型。腫瘤血管生成主要受缺氧誘導(dǎo)因子(HIF)調(diào)控。研究[2]表明，腫瘤細(xì)胞缺氧時可以分泌更多的外泌體，調(diào)節(jié)微環(huán)境，促進(jìn)腫瘤血管生成和轉(zhuǎn)移。在多發(fā)性骨髓瘤(HR-MM)中，缺氧耐受的HR-MM細(xì)胞通過激活HIF-FIH信號通路，產(chǎn)生更多的外泌體，并進(jìn)一步增強(qiáng)缺氧狀態(tài)下血管的生成[3]。在白血病模型中，缺氧狀態(tài)下來源于K592細(xì)胞的外泌體能導(dǎo)致腫瘤細(xì)胞遷移的增多和血管管腔的形成[4]。肺癌細(xì)胞來源的外泌體還可以將miR-210選擇性轉(zhuǎn)運(yùn)到內(nèi)皮細(xì)胞，促進(jìn)腫瘤血管的生成[5]。因此通過抑制腫瘤組織外泌體的分泌或去除腫瘤細(xì)胞來源的外泌體抑制腫瘤血管的生成，也可能成為一種腫瘤治療的新方法。

2.3抑制免疫反應(yīng)在腫瘤發(fā)展和轉(zhuǎn)移過程中,大多數(shù)腫瘤細(xì)胞都會受到免疫系統(tǒng)的抑制。因此抑制免疫反應(yīng)或逃避免疫監(jiān)視在腫瘤發(fā)展中至關(guān)重要。腫瘤細(xì)胞來源的外泌體通過直接抑制免疫細(xì)胞或調(diào)節(jié)相關(guān)細(xì)胞因子的表達(dá)等途徑，促進(jìn)腫瘤細(xì)胞的免疫逃逸，為腫瘤細(xì)胞在體內(nèi)生長創(chuàng)造條件。研究[6]表明，腫瘤細(xì)胞產(chǎn)生的外泌體能夠抑制T細(xì)胞免疫功能。外泌體與初始活化的T細(xì)胞共孵育時，能下調(diào)CD3、JAK3的表達(dá)，并可通過Fas/FasL信號通路介導(dǎo)細(xì)胞凋亡。從表達(dá)卵清蛋白鼠腫瘤細(xì)胞血漿中獲取的外泌體可抑制鼠特異的遲發(fā)型過敏反應(yīng)。從患皮下黑色素瘤的小鼠腫瘤細(xì)胞中提取的含有MHC Ⅱ的外泌體能特異性地抑制免疫系統(tǒng)對腫瘤抗原的免疫反應(yīng)[14]。以上實(shí)驗(yàn)均證明，腫瘤細(xì)胞來源的外泌體與免疫抑制性腫瘤微環(huán)境的形成密切相關(guān)，這也為外泌體成為一種有潛在應(yīng)用價值的腫瘤免疫治療的疫苗提供了理論依據(jù)。

2.4參與腫瘤細(xì)胞耐藥化療是腫瘤治療的一個基本方式，然而腫瘤對化學(xué)藥物耐藥的現(xiàn)象卻越來越常見。最近研究表明，外泌體也參與了腫瘤的化學(xué)耐藥，從而進(jìn)一步促進(jìn)了腫瘤的侵襲轉(zhuǎn)移。腫瘤細(xì)胞對化療藥物的耐藥分為先天性耐藥和獲得性耐藥。腫瘤先天性耐藥的原因尚未完全闡明，它可能與多種因素有關(guān)，如腫瘤細(xì)胞的生長比率較低、腫瘤細(xì)胞處于G0期藥物難以進(jìn)入細(xì)胞或藥物進(jìn)入細(xì)胞后難以活化為活性藥物以及腫瘤的微環(huán)境等。其中，腫瘤微環(huán)境的酸度是一種簡單而高效的內(nèi)在藥物拮抗機(jī)制。化療藥物中許多藥物是弱酸性的，在正常情況下藥物進(jìn)入細(xì)胞后,很快被腫瘤微環(huán)境中和。質(zhì)子泵抑制劑可用于調(diào)節(jié)腫瘤微環(huán)境的酸性，從而克服體外和體內(nèi)酸度相關(guān)的藥物抵抗性[15]。在酸性環(huán)境下,外泌體釋放和吸收增加，經(jīng)過質(zhì)子泵抑制劑預(yù)處理后，腫瘤細(xì)胞外泌體的釋放可受到抑制[16]。這些可能是外泌體介導(dǎo)產(chǎn)生的，并暗示外泌體可能參與了腫瘤內(nèi)在耐藥的形成。腫瘤細(xì)胞產(chǎn)生的外泌體參與獲得性耐藥。外泌體可以介導(dǎo)化療藥物從細(xì)胞排除,一定程度上發(fā)揮了抗化療的作用。然而外泌體將化療藥物排出只是介導(dǎo)獲得性耐藥潛在機(jī)制的一部分。研究[17]證明，將順鉑(DDP)加到肺癌細(xì)胞(A549)中,細(xì)胞的外泌體分泌增強(qiáng),將這些外泌體加到其他A549細(xì)胞中可以增強(qiáng)這些細(xì)胞對DDP的耐藥性。同時，將DDP加到A549后,與肺癌細(xì)胞對DDP耐藥性相關(guān)的幾個mRNA和miRNA的表達(dá)顯著改變。這一現(xiàn)象意味著外泌體通過調(diào)節(jié)這些mRNA和miRNA的表達(dá)從而參與調(diào)控了A549對DDP的耐藥性,但具體機(jī)制還不明確。在乳腺癌中，研究[18]者觀察到同樣的現(xiàn)象：對多西他賽耐藥的腫瘤組織產(chǎn)生的外泌體可以介導(dǎo)增強(qiáng)多西他賽敏感細(xì)胞對多西他賽的耐藥性。在肝癌中，肝癌細(xì)胞來源的外泌體中的LncRNA ROR的富集可以減少化療引起的細(xì)胞死亡，這是通過TGF-β依賴的化學(xué)耐藥機(jī)制調(diào)節(jié)的[4]。細(xì)胞凋亡抑制因子(IAPs)是調(diào)控腫瘤細(xì)胞凋亡和化療藥物敏感性的關(guān)鍵分子。人類腫瘤細(xì)胞系分泌的外泌體中包含完整的IAPs mRNA轉(zhuǎn)錄產(chǎn)物，它們可以介導(dǎo)腫瘤細(xì)胞對化療藥物的耐受。神經(jīng)母細(xì)胞瘤腫瘤微環(huán)境內(nèi)的外泌體能夠調(diào)節(jié)miRNA的轉(zhuǎn)移，從而增加了腫瘤細(xì)胞對化療藥物的耐藥性。而外泌體抑制劑(GW4869)的使用顯著恢復(fù)神經(jīng)母細(xì)胞瘤細(xì)胞對DDP的敏感性,從而提供了使用外泌體抑制劑防止或克服耐藥性的可能性。

腫瘤細(xì)胞之間以及腫瘤細(xì)胞和人體器官之間的交流在腫瘤發(fā)展中至關(guān)重要。外泌體正在成為在這個交流中的一個主要參與者，消除這些外泌體為腫瘤治療提供了思路。

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江蘇省自然科學(xué)基金資助項(xiàng)目(20141016，20141017)。

10.3969/j.issn.1002-266X.2016.23.037

R73

A

1002-266X(2016)23-0106-03

2015-11-25)