白紀(jì)紅　李凡

【摘要】 外泌體是直徑為30～100 nm，由各種類型細(xì)胞釋放到生物學(xué)體液中的胞外囊泡。外泌體首要的生物學(xué)功能是在細(xì)胞間通訊，它內(nèi)含細(xì)胞相關(guān)的蛋白質(zhì)、脂質(zhì)、RNA分子和循環(huán)DNA等重要分子，從供體細(xì)胞轉(zhuǎn)移到受體細(xì)胞而發(fā)揮細(xì)胞間聯(lián)絡(luò)作用。在肝臟中，外泌體由肝細(xì)胞、非實(shí)質(zhì)肝細(xì)胞和免疫細(xì)胞分泌，研究顯示外泌體參與代謝性障礙引起的肝臟疾病、酒精性肝病、病毒性肝炎及肝細(xì)胞癌等的發(fā)病機(jī)制，是肝病診斷和預(yù)后判斷的潛在新型分子生物標(biāo)志物，也是肝病新的潛在治療手段。本文對(duì)外泌體在肝臟疾病中的作用及其對(duì)肝臟疾病潛在的診治價(jià)值等做一簡(jiǎn)要概括。

【關(guān)鍵詞】 外泌體； 肝臟疾?。?生物標(biāo)志物

A Review of Study on Exosomes in Liver Diseases/BAI Ji-hong，LI Fan.//Medical Innovation of China，2017，14（26）：145-148

【Abstract】 Exosomes are about 30-100 nm in diameter and released from a various types of cells into biological fluids.The primary biological function of the exosomes is the intercellular communication，which contain cell-related proteins，lipid，RNA molecules and circulating DNA and other important molecules，and plays a role in cell-mediated interaction from donor cells to the recipient cells.In the liver，exosomes are secreted by hepatocytes，non parenchymal hepatocytes and immune cells.Studies had shown that exosomes were involved in the pathogenesis of the liver disease caused by metabolic disorders，alcoholic liver disease，viral hepatitis and hepatocellular carcinoma and so on.They were the potential new biomolecules of the diagnosis and prognosis in liver disease，but also new potential treatment of liver disease.This article does a brief summary on the role of exosomes in liver disease and their potential value for the diagnosis and treatment in liver disease.

【Key words】 Exosomes； Liver disease； Biomarkers

First-authors address：The Affiliated Hospital of Guilin Medical University，Guilin 541001，China

doi：10.3969/j.issn.1674-4985.2017.26.038

肝臟疾病是一種嚴(yán)重危害人類健康、生命安全的常見病和多發(fā)性疾病，已成為我國面臨的較為嚴(yán)重的公共衛(wèi)生問題之一。代謝性障礙引起的肝臟疾病如非酒精性脂肪性肝?。∟AFLD），現(xiàn)在被認(rèn)為是一種嚴(yán)重和流行的疾病，有助于炎癥和纖維化。目前，肝組織活檢仍然是NASH診斷的黃金標(biāo)準(zhǔn)[1]?；顧z是一種高度侵入性的程序，并受到抽樣誤差的變異性。乙型肝炎病毒（HBV）和丙型肝炎病毒（HCV）是感染肝臟并在肝細(xì)胞中復(fù)制的兩種類型病毒[2]。而HBV、HCV感染，酒精濫用及非酒精性肝病是發(fā)達(dá)國家肝硬化的主要原因。肝細(xì)胞癌（HCC）是最常見的原發(fā)性肝癌，大約80%的HCC病例與慢性HBV或HCV感染和肝硬化有關(guān)[3]。但目前，仍缺乏用于該腫瘤早期診斷的適當(dāng)標(biāo)記物。切除術(shù)、肝移植、介入放射治療和不可切除HCC的化療栓塞仍是HCC治療的主要選擇。然而越來越多的文獻(xiàn)表明，外泌體介導(dǎo)的細(xì)胞間通訊可以改變腫瘤生長(zhǎng)，細(xì)胞遷移，抗病毒感染和肝細(xì)胞再生，因此外泌體可能對(duì)以上肝臟疾病具有巨大的潛在診斷或治療作用。

1 外泌體概述

外泌體是由各種類型的細(xì)胞釋放到生物體液中（30～100 nm）膜結(jié)合的胞外囊泡并攜帶有各種生物大分子，包括蛋白質(zhì)、mRNA和miRNA。外泌體可以由多種細(xì)胞釋放，如B細(xì)胞、T細(xì)胞、肝細(xì)胞[4]、干細(xì)胞[5]、紅細(xì)胞[6]、肥大細(xì)胞、上皮細(xì)胞等均有釋放外泌體的能力。外泌體被各種細(xì)胞釋放到細(xì)胞微環(huán)境中，這使得它們可以在生物體液如血液，尿液和腹水中檢測(cè)[7-9]。不同的細(xì)胞類型可以通過在細(xì)胞上轉(zhuǎn)移生物學(xué)和功能活性蛋白質(zhì)以及RNA來介導(dǎo)細(xì)胞間通訊。外泌體蛋白和miRNA可以調(diào)節(jié)生理細(xì)胞活性，修飾靶細(xì)胞中的微環(huán)境。外泌體中最常被鑒定的蛋白質(zhì)為膜轉(zhuǎn)運(yùn)蛋白和融合蛋白（如GTPases、annexins和flotillin），熱休克蛋白（如HSP70、HSP90），四跨膜蛋白超家族成員 tetraspanins（如CD9、CD63、CD81和CD82），還有多泡體生物合成相關(guān)蛋白，（如Alix和TSG101）。一些外泌體所特有的四跨膜蛋白超家族成員Tetraspanins 被認(rèn)為是外泌體的標(biāo)記蛋白，如CD63和CD81。此外，Alix、flotillin、TSG101和Rab5b 等蛋白也可作為外泌體的標(biāo)記蛋白，用于外泌體的鑒定[10]。endprint

外泌體具有高度的異質(zhì)性和唯一性，包裝在外泌體中的各種各樣的RNA可以產(chǎn)生生理狀態(tài)和疾病狀況信息的分子特征，外泌體在不同肝臟疾病的發(fā)病機(jī)理中發(fā)揮作用，且正受到密切關(guān)注。

2 肝臟疾病中外泌體的改變

2.1 藥物誘導(dǎo)肝損傷（DILI） 最近研究已經(jīng)分析了DILI的大鼠尿中的外泌體蛋白水平，并報(bào)道了與對(duì)照大鼠尿中的外泌體相比，DILI大鼠尿中的外泌體含有減少的外泌體蛋白，包括CD26和CD81以及標(biāo)記蛋白[11]。另一項(xiàng)研究表明，從DILI大鼠的血清中分離的外泌體含有更高表達(dá)水平的外泌體蛋白，其包括HSP70和HSP90[12]。

2.2 酒精性肝炎（AH）和非酒精性脂肪肝?。∟AFLD） 研究發(fā)現(xiàn)酒精喂養(yǎng)的小鼠血液中外泌體分泌顯著增加，并且miRNA在酒精喂養(yǎng)小鼠的外泌體中也顯示增加。酒精誘導(dǎo)的單核細(xì)胞分泌含有增加水平的miR-27a的外泌體，導(dǎo)致細(xì)胞因子分泌增加，使得其他單核細(xì)胞的活化和極化[13]。酒精誘導(dǎo)肝細(xì)胞胞外囊泡的釋放，這與活化的胱天蛋白酶-3相關(guān)。另外，酒精誘導(dǎo)的胞外囊泡含有CD40配體，其促進(jìn)巨噬細(xì)胞活化，發(fā)生酒精性肝病的炎癥[14]。另有研究顯示在慢性酒精喂養(yǎng)的嚙齒動(dòng)物模型中，發(fā)現(xiàn)血清miR-122升高與肝損傷相關(guān)[15]。

在肝細(xì)胞中脂毒性脂質(zhì)積累期間形成和釋放囊泡，是NAFLD中肝損傷和疾病進(jìn)展的關(guān)鍵機(jī)制[16]。NAFLD或非酒精性脂肪性肝炎（NASH）患者巨噬細(xì)胞和自然殺傷T細(xì)胞分泌微泡水平增加。另一項(xiàng)研究表明，在NAFLD的小鼠模型中，囊泡內(nèi)各種蛋白質(zhì)的表達(dá)增強(qiáng)，在疾病條件下的細(xì)胞分泌的外泌體升高，然而這可能引發(fā)各種病理生理變化。

研究證實(shí)了在NAFLD期間細(xì)胞外囊泡的增加對(duì)非侵入性監(jiān)測(cè)疾病進(jìn)展的潛在作用。從膽堿缺乏L-氨基酸（CDAA）喂養(yǎng)小鼠分離的4、8或20周的細(xì)胞外囊泡，在8周時(shí)間點(diǎn)含量更高，這與NAFLD的組織病理學(xué)特征密切相關(guān)[17]。特別是，飲食誘導(dǎo)NAFLD期間釋放的細(xì)胞外囊泡水平與肝纖維化，細(xì)胞死亡和病理血管發(fā)生密切相關(guān)。此外，CDAA飲食中小鼠的細(xì)胞外囊泡富集了miR-122和miR-192，是肝細(xì)胞中兩個(gè)豐富的miRNA。在NAFLD進(jìn)展期間，這些miRNA隨時(shí)間的推移在囊泡中增加，而在肝臟中下降。這些研究表明miRNA在肝臟病理學(xué)中的重要作用，但是相同的miRNA根據(jù)肝臟疾病差異而表達(dá)不同。

2.3 病毒型肝炎 外泌體和細(xì)胞間通訊參與病毒感染期間的免疫調(diào)節(jié)和抗病毒反應(yīng)。病毒感染的細(xì)胞分泌外泌體，其含有病毒衍生的miRNA，導(dǎo)致受體細(xì)胞中靶基因的抑制。不同類型的病毒，如人類免疫缺陷病毒，HBV和HCV，通過外泌體將信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)的蛋白質(zhì)和功能性miRNA轉(zhuǎn)移到未感染的細(xì)胞[18-19]。研究比較20例HBV患者報(bào)道，HCC患者血清外泌體中，miR-18a、miR-221、miR-222和miR-224增加，而miR-101、miR-106b、miR-122和miR-195減少，miR-21沒有顯著區(qū)別。對(duì)于HCV，將HCV感染患者與健康個(gè)體進(jìn)行比較的研究表明，HCV患者分泌的CD4+和CD8+T細(xì)胞微泡水平升高[20]。

2.4 肝細(xì)胞癌（HCC） 腫瘤來源外泌體是癌癥特定信號(hào)的重要載體，并影響腫瘤生長(zhǎng)和轉(zhuǎn)移。在HCC中，細(xì)胞通常釋放高水平的外泌體，而外泌體含量確實(shí)影響損傷后肝細(xì)胞增殖。熱休克蛋白質(zhì)（HSP）-衍生自HCC腫瘤細(xì)胞的外泌體增加自然殺傷（NK）細(xì)胞的抗腫瘤作用，從而增強(qiáng)HCC免疫治療。研究報(bào)道通過外泌體水平轉(zhuǎn)移激活PI3K/AKT和MAPK信號(hào)通路的分子，賦予非侵襲性肝細(xì)胞遷移能力[21]。

HCC來源的外泌體介導(dǎo)miRNA轉(zhuǎn)移是HCC生長(zhǎng)和進(jìn)展的環(huán)境調(diào)節(jié)的重要機(jī)制。HCC外泌體將其miRNA內(nèi)容物轉(zhuǎn)移到受體細(xì)胞中，抑制TAK1表達(dá)及TAK1相關(guān)的下游信號(hào)傳導(dǎo)，因此導(dǎo)致HCC發(fā)展和轉(zhuǎn)移。miR-122是肝特異性抗增殖性miRNA，與腫瘤周圍的正常肝細(xì)胞相比，腫瘤抑制因子miR-122的表達(dá)在HCC細(xì)胞下調(diào)[22]，且健康肝細(xì)胞外泌體miR-122的轉(zhuǎn)移抑制腫瘤進(jìn)展。miR-122的丟失或下調(diào)不僅與HCC發(fā)展和進(jìn)展相關(guān)，同時(shí)與HCC的不良預(yù)后和轉(zhuǎn)移密切相關(guān)。因此得知，細(xì)胞外囊泡參與腫瘤的進(jìn)展，轉(zhuǎn)移和治療，并且作為藥物傳遞系統(tǒng)治療HCC將具有巨大潛力。

3 肝臟疾病中的新型生物標(biāo)志物

外泌體攜帶反映不同細(xì)胞功能和條件的多種特定類型的蛋白質(zhì)/RNA/miRNA。研究發(fā)現(xiàn)越來越多的外泌體蛋白/RNA/miRNAs是急性和慢性肝病，以及多種疾病的潛在生物標(biāo)志物。miR-122是肝臟疾病中最常識(shí)別和研究的miRNA，它是肝臟中的主要miRNA。外泌體miRNA成為在肝硬化患者中診斷HCC的生物標(biāo)志物。Sohn等[23]報(bào)道，慢性乙型肝炎（CHB）、肝硬化和HCC患者血清分離的外泌體，與HCC或肝硬化患者相比，在HCC患者中發(fā)現(xiàn)miRNA水平升高，如miR-18a、miR-221、miR-222和miR-224。同時(shí)，與CHB患者相比，HCC患者中miR-101、miR-106b、miR-122和miR-195的血清水平較低。

miR-21是在幾種肝病研究中鑒定的另一種外泌體生物標(biāo)志物，研究表明miR-21可能具有與miR-122相反的功能。在HCC中，與健康個(gè)體相比，miR-122在陽性患者血清或循環(huán)外泌體中的表達(dá)較低，但另一方面，miR-21在HCC患者中較高[24]。另有研究比較30例HCC患者和30例慢性乙型肝炎病毒（HBV）感染患者，HCC患者的血清外泌體含有更高水平的miR-21[25]。這些研究表明一些miRNA能尋求一種新的生物標(biāo)志物，同時(shí)有助于了解機(jī)制而治療肝臟疾病。

研究證實(shí)肝臟提取物和從血清中分離的外泌體之間的蛋白質(zhì)表達(dá)不同。這些結(jié)果表明，肝臟疾病的生物標(biāo)志物只能在從特定體液分離的外泌體中鑒定，并且可能不在肝組織或血清中鑒定。endprint

4 外泌體在肝臟疾病中的治療

外泌體及其組成部分參與肝細(xì)胞再生和遷移的機(jī)制，因此它們可以成為肝臟疾病和損傷的潛在治療工具。外泌體介導(dǎo)抗腫瘤治療的作用，由脂肪來源的間充質(zhì)干細(xì)胞分泌的外泌體，在大鼠中顯著抑制HCC發(fā)展而治療HCC。抗腫瘤反應(yīng)主要由自然殺傷（NK）細(xì)胞介導(dǎo)，并且通過脂肪來源間充質(zhì)干細(xì)胞的外泌體增強(qiáng)[26]。

此外，肝纖維化伴隨多種慢性損傷（如病毒性肝炎，酒精，藥物，代謝疾病和肝細(xì)胞的自身免疫攻擊），其特征是肝組織中過量的細(xì)胞外基質(zhì)沉積。人臍帶間充質(zhì)干細(xì)胞移植到急性損傷和纖維化肝臟可以恢復(fù)肝功能和改善肝纖維化。研究發(fā)現(xiàn)移植人臍帶間充質(zhì)干細(xì)胞的外泌體能減少表面纖維性膠囊并使其質(zhì)地柔軟，減輕四氯化碳（CCl4）誘導(dǎo)的肝纖維化，肝臟炎癥和膠原沉積[27]。

5 展望

廣泛研究揭示了外泌體在肝臟疾病中的作用，與肝臟的生理和病理生理學(xué)密切相關(guān)。外泌體的功能主要取決于接受外泌體信號(hào)和內(nèi)含物的細(xì)胞。一些外泌體是特異性的，并且可以用作肝病的生物標(biāo)志物，在診斷中具有重要價(jià)值。 一些外泌體是潛在的治療靶標(biāo)，然而對(duì)此相關(guān)研究仍然很少，研究有待需要進(jìn)一步闡明外泌體和肝臟疾病之間的關(guān)系。靶向不同類型的外泌體可以幫助臨床醫(yī)生更好地控制肝臟疾病，目前進(jìn)一步的研究將是需要獲得外泌體在細(xì)胞間的形成，及其功能，以更好地利用他們的能力。此外，外泌體靶向細(xì)胞的機(jī)制也還不明確，因此外泌體所介導(dǎo)細(xì)胞間的信號(hào)途徑仍是今后研究需要探明的重點(diǎn)。

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（收稿日期：2017-05-31） （本文編輯：程旭然）endprint