21世紀(jì)我們見(jiàn)證了細(xì)胞外囊泡(EVs)研究領(lǐng)域的重大發(fā)展。研究人員們認(rèn)識(shí)到EVs具有作為生物標(biāo)志物或治療工具的潛力，這引起了人們對(duì)EVs研究的更多關(guān)注。EVs在先天免疫和適應(yīng)性免疫的功能包括炎癥、抗原呈遞、B細(xì)胞和T細(xì)胞的發(fā)育和激活。

同時(shí)，大量研究表明，癌細(xì)胞的非細(xì)胞自主調(diào)控是腫瘤發(fā)生的一個(gè)重要方面。癌細(xì)胞需要通過(guò)VEGF、Wnt等體液因子與基質(zhì)細(xì)胞進(jìn)行交流才能存活。最近，EVs也被證明參與了癌細(xì)胞和周圍微環(huán)境之間的細(xì)胞間通信，并對(duì)癌癥的發(fā)展起著重要作用。此外，這些EVs含有小的非編碼rna，包括microRNAs (miRNAs)，這有助于癌細(xì)胞的惡性。在此，我們概述了EVs的研究現(xiàn)狀，特別是EVs中的miRNAs。還提出了通過(guò)靶向癌細(xì)胞周圍的EVs來(lái)治療癌癥的策略。

在這篇綜述中，總結(jié)了目前關(guān)于EVs相關(guān)miRNAs對(duì)癌癥發(fā)展的貢獻(xiàn)，包括起始、侵襲、轉(zhuǎn)移和復(fù)發(fā)。此外，還討論了來(lái)自癌細(xì)胞和微環(huán)境細(xì)胞的EVs和miRNAs用于癌癥診斷和治療的治療方法，這也為我們的課題研究提供新的思路。

前言

什么是細(xì)胞外基質(zhì)呢？細(xì)胞外囊泡(EVs)，包括外泌體、脫落囊泡、前列腺小體和凋亡小體，是40 - 1000納米的膜囊泡，由許多細(xì)胞類型釋放，包括紅細(xì)胞、血小板、淋巴細(xì)胞、樹(shù)突狀細(xì)胞、內(nèi)皮細(xì)胞和腫瘤細(xì)胞。

目前，細(xì)胞外囊泡的功能還沒(méi)有完全闡明。已有的報(bào)道認(rèn)為它們能夠調(diào)節(jié)宿主-病原體的相互作用，參與傳染性和炎性疾、神經(jīng)疾病和癌癥等很多種疾病的病理過(guò)程，同時(shí)在正常的生理過(guò)程中也發(fā)揮著介導(dǎo)細(xì)胞間通訊的重要功能，有文章報(bào)道細(xì)胞外囊泡在發(fā)育中也發(fā)揮著重要作用。細(xì)胞外囊泡在臨床醫(yī)學(xué)中也有十分光明的應(yīng)用前景，主要是因?yàn)樗鼈兒胸S富的生物標(biāo)志物，可用于監(jiān)測(cè)臨床狀態(tài)，治療反應(yīng)，疾病進(jìn)展等，同時(shí)由于它們具有遞送生物分子的功能，因此它們還有發(fā)展成臨床藥物遞送載體的潛力。同時(shí)，在癌癥的發(fā)生過(guò)程中，EVs也扮演了十分重要的角色。

一、關(guān)于EVs相關(guān)的miRNAs既能促進(jìn)也能抑制癌癥啟動(dòng)

最近有研究表明，來(lái)自非癌鄰近上皮細(xì)胞的EVs具有抑制癌癥起始的能力。在癌癥起始過(guò)程中，新轉(zhuǎn)化的細(xì)胞與周圍上皮細(xì)胞之間存在沖突。據(jù)推測(cè)，生長(zhǎng)抑制miRNAs是由非癌細(xì)胞主動(dòng)釋放，殺死轉(zhuǎn)化細(xì)胞，從而使組織恢復(fù)到健康狀態(tài)。由于大量的健康細(xì)胞持續(xù)向新生的增殖細(xì)胞提供腫瘤抑制miRNAs，在很長(zhǎng)一段時(shí)間內(nèi)，局部分泌的miRNAs濃度可以高到足以抑制腫瘤的發(fā)生。在癌細(xì)胞中，腫瘤抑制miRNAs的表達(dá)下調(diào);因此，通過(guò)EVs持續(xù)提供腫瘤抑制miRNAs是腫瘤細(xì)胞必須克服的一種內(nèi)穩(wěn)態(tài)機(jī)制。一旦這種平衡被破壞，微環(huán)境就容易引發(fā)腫瘤。

從非癌細(xì)胞中分泌miRNAs是一種有效的監(jiān)管策略，可以防止特定生態(tài)位內(nèi)的細(xì)胞癌變(圖1)。失去抑制癌癥啟動(dòng)的能力并不是腫瘤發(fā)生的唯一原因。

來(lái)自癌細(xì)胞的EVs在它們的微環(huán)境中操縱細(xì)胞。EVs參與了癌癥發(fā)展的每一步。在癌癥起始階段(圖1A)，正常細(xì)胞(上皮細(xì)胞)通過(guò)EVs分泌抗增殖miRNAs，試圖阻止癌前細(xì)胞(或癌細(xì)胞)的生長(zhǎng);然而，癌細(xì)胞可以繞過(guò)這種抑制機(jī)制，最終導(dǎo)致腫瘤擴(kuò)張(圖1B)。癌細(xì)胞利用EVs介導(dǎo)基因的水平轉(zhuǎn)移，促進(jìn)增殖到不包含這些基因的癌細(xì)胞(圖1B)。癌細(xì)胞來(lái)源的EVs促進(jìn)癌癥惡性(即，通過(guò)浸潤(rùn)中性粒細(xì)胞誘導(dǎo)炎癥)(圖1C和D)。此外，癌細(xì)胞來(lái)源的EVs激活成纖維細(xì)胞，導(dǎo)致細(xì)胞外基質(zhì)降解和癌癥促進(jìn)細(xì)胞因子(圖1C和D)的誘導(dǎo)。當(dāng)腫瘤微環(huán)境缺氧時(shí)，癌細(xì)胞分泌誘導(dǎo)血管生成的EVs，通過(guò)激活內(nèi)皮細(xì)胞刺激血管化(圖1C和D)，幫助克服氧氣和營(yíng)養(yǎng)缺乏，有助于進(jìn)一步的癌癥發(fā)展，如轉(zhuǎn)移(圖1D)。

從整個(gè)身體的病理細(xì)胞分泌改變的EVs可能直接導(dǎo)致疾病，分析每種疾病中的EVs可能有助于確定新的疾病機(jī)制。

二、EVs中miRNAs對(duì)腫瘤血管生成的調(diào)控

內(nèi)皮細(xì)胞有助于血管化，為癌細(xì)胞提供氧氣和營(yíng)養(yǎng)——這是腫瘤中的稀缺資源。細(xì)胞因子如VEGF和堿性FGF (bFGF)負(fù)責(zé)內(nèi)皮細(xì)胞和癌細(xì)胞之間的交流，來(lái)自癌細(xì)胞的EVs包含各種分子，包括miRNAs，促進(jìn)血管生成。例如，癌細(xì)胞來(lái)源的EVs相關(guān)miR-9降低了細(xì)胞因子信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)5 (SOCS5)的抑制因子水平，激活JAK/STAT途徑促進(jìn)內(nèi)皮細(xì)胞遷移和腫瘤血管生成。此外，miR-210在癌細(xì)胞來(lái)源的EVs中分泌，以調(diào)節(jié)中性鞘磷脂酶2 (nSMase2)促進(jìn)血管生成。血管生成抑制劑ephrin-A3是miR-210的靶基因，在從癌細(xì)胞轉(zhuǎn)移EVs后下調(diào)。miR-210調(diào)節(jié)內(nèi)皮細(xì)胞中的血管生成和癌細(xì)胞中的鐵穩(wěn)態(tài)，并在低氧條件下上調(diào)。此外，對(duì)nSMase2表達(dá)的操縱會(huì)改變EVs的生成，從而影響轉(zhuǎn)移能力。EVs已被證明含有多種血管生成因子。

三、EVs對(duì)惡性腫瘤細(xì)胞的促進(jìn)作用

來(lái)自癌細(xì)胞的EVs不僅影響微環(huán)境細(xì)胞，也影響異質(zhì)性腫瘤群體中的其他細(xì)胞，從而導(dǎo)致轉(zhuǎn)移能力的轉(zhuǎn)移。大多數(shù)癌細(xì)胞會(huì)釋放各種EVs，這些EVs決定了受體細(xì)胞的行為，從而最終使癌細(xì)胞受益(圖1)。最近一項(xiàng)結(jié)合高分辨率活體成像和Cre-LoxP系統(tǒng)的研究記錄了腫瘤細(xì)胞間EVs的交換。惡性乳腺癌細(xì)胞釋放的EVs被位于同一腫瘤或遠(yuǎn)處腫瘤內(nèi)的惡性程度較低的腫瘤細(xì)胞所吸收。這些EVs攜帶參與遷移和轉(zhuǎn)移的mrna，從而促進(jìn)遷移行為和轉(zhuǎn)移能力。

同時(shí)，腫瘤微環(huán)境中釋放的含有miRNAs的EVs也可促進(jìn)耐藥的形成，如成神經(jīng)細(xì)胞瘤(NBL)。EVs介導(dǎo)的miRNAs轉(zhuǎn)移也是肝細(xì)胞癌(HCC)細(xì)胞間通信的重要機(jī)制。HCC中的腸病毒相關(guān)miRNAs調(diào)節(jié)TGF-β激活激酶1 (TAK1)和相關(guān)信號(hào)分子的表達(dá)，導(dǎo)致受體細(xì)胞的轉(zhuǎn)化。

四、EVs相關(guān)miRNAs可以控制癌癥的復(fù)發(fā)

近年來(lái)由于成功的早期發(fā)現(xiàn)和有效的全身輔助治療，乳腺癌的死亡率正在下降;然而，乳腺癌經(jīng)常復(fù)發(fā)，通常在5年內(nèi)，甚至在手術(shù)后10到20年。重要的是，復(fù)發(fā)性乳腺癌往往更具侵襲性，且無(wú)法治療。這可以用乳腺癌細(xì)胞在休眠狀態(tài)下存活很長(zhǎng)時(shí)間的事實(shí)來(lái)解釋。

休眠的癌細(xì)胞停止分裂，但在等待適當(dāng)?shù)沫h(huán)境條件下再次開(kāi)始增殖時(shí)，以靜止?fàn)顟B(tài)存活。事實(shí)上，在疾病的早期階段，乳腺癌細(xì)胞可以在骨髓（BM）中檢測(cè)到，并形成微轉(zhuǎn)移。這些癌細(xì)胞后來(lái)可以在BM中擺脫休眠狀態(tài)，重新循環(huán)并侵入其他遠(yuǎn)處器官，從而引起明顯轉(zhuǎn)移。

癌細(xì)胞通過(guò)與微環(huán)境細(xì)胞的相互作用維持在休眠狀態(tài)。最近發(fā)現(xiàn)骨髓間充質(zhì)干細(xì)胞通過(guò)轉(zhuǎn)移含有細(xì)胞周期抑制miRNAs的EVs在骨髓間充質(zhì)干細(xì)胞中誘導(dǎo)乳腺癌細(xì)胞休眠中發(fā)揮重要作用。

五、EVs相關(guān)miRNAs對(duì)轉(zhuǎn)移的遠(yuǎn)距離調(diào)控

癌源性EVs不僅影響近端細(xì)胞，還可以影響遠(yuǎn)端組織和器官中的細(xì)胞(圖2)。例如，高度轉(zhuǎn)移性黑色素瘤源性EVs通過(guò)培養(yǎng)BM增加原發(fā)腫瘤的轉(zhuǎn)移，創(chuàng)造一個(gè)轉(zhuǎn)移前生態(tài)位。

此外，癌細(xì)胞中EVs相關(guān)的miR-122下調(diào)位于轉(zhuǎn)移前利基內(nèi)的非腫瘤細(xì)胞中的糖酵解酶丙酮酸激酶。這種下調(diào)抑制了微環(huán)境中非腫瘤細(xì)胞對(duì)葡萄糖的吸收，從而增加了轉(zhuǎn)移前小生境中癌細(xì)胞的營(yíng)養(yǎng)可用性。

腦轉(zhuǎn)移的一個(gè)關(guān)鍵特征是血腦屏障(BBB)的破壞，導(dǎo)致癌細(xì)胞隨后通過(guò)這一界面遷移。腫瘤細(xì)胞識(shí)別并與血管內(nèi)皮膜的組成部分結(jié)合，從而引發(fā)外滲，癌細(xì)胞通過(guò)血腦屏障入侵，并在次級(jí)器官部位生長(zhǎng)。據(jù)報(bào)道，許多分子可能促進(jìn)或阻止血腦屏障的破壞，包括一些在EVs中運(yùn)輸。例如，含有miR-181c的EVs從轉(zhuǎn)移性腦癌細(xì)胞轉(zhuǎn)移到腦內(nèi)皮細(xì)胞，導(dǎo)致血腦屏障中與初級(jí)細(xì)胞骨架蛋白actin結(jié)合的緊密連接蛋白(包括clodin -5、occludin和緊密連接蛋白1 (ZO-1))的破壞。miR-181c通過(guò)下調(diào)3-磷酸肌苷依賴性蛋白激酶-1 (PDPK1)使肌動(dòng)蛋白纖維離區(qū)，從而促進(jìn)血腦屏障的破壞，這導(dǎo)致磷酸化的科腓林隨后降解和肌動(dòng)蛋白絲的斷開(kāi)。緊密連接蛋白也可被EVs相關(guān)的miRNAs直接靶向。事實(shí)上，乳腺癌EVs中的miR-105會(huì)抑制內(nèi)皮細(xì)胞中ZO-1的表達(dá)，導(dǎo)致細(xì)胞間粘附的喪失，從而促進(jìn)轉(zhuǎn)移。在轉(zhuǎn)移性腦癌患者的血清中可以檢測(cè)到循環(huán)的miR-181c和miR-105。這些發(fā)現(xiàn)為腦轉(zhuǎn)移瘤的診斷和治療開(kāi)辟了多種途徑。

六、EVs在癌癥免疫學(xué)中的新作用

免疫逃逸是癌癥的標(biāo)志之一，許多研究已經(jīng)調(diào)查了腫瘤細(xì)胞逃避宿主免疫系統(tǒng)的機(jī)制。腫瘤細(xì)胞分泌EVs刺激或抑制癌癥免疫。事實(shí)上，各種腫瘤抗原，如黑色素A、間皮蛋白和癌胚抗原(CEA)，都被包裝在腫瘤來(lái)源的EVs中，這可以增強(qiáng)免疫刺激。也有越來(lái)越多的證據(jù)表明腫瘤來(lái)源的EVs可能具有免疫抑制作用。腫瘤來(lái)源的EVs富含多種免疫調(diào)節(jié)分子，如FasL、TRAIL和半乳糖素-9，這些分子可以促進(jìn)癌癥免疫逃逸。

綜上所述，這些證據(jù)表明免疫活性腫瘤源性EVs在腫瘤微環(huán)境中對(duì)腫瘤免疫交流具有重要作用。因此，腫瘤源性EVs及其內(nèi)含物可能是腫瘤免疫治療的重要靶點(diǎn)。破壞癌細(xì)胞免疫檢查點(diǎn)抑制通路的新治療藥物的開(kāi)發(fā)被認(rèn)為是癌癥治療的一個(gè)突破。例如，程序性細(xì)胞死亡蛋白-1 (PD-1)和細(xì)胞毒性T淋巴細(xì)胞相關(guān)抗原-4 (CTLA-4)在T細(xì)胞共抑制和衰竭中起著至關(guān)重要的作用。PD-1配體PD-L1在許多癌癥中上調(diào)，通過(guò)抑制細(xì)胞毒性T細(xì)胞激活導(dǎo)致預(yù)后不良。此外，CTLA-4阻斷是T效應(yīng)細(xì)胞激活的負(fù)調(diào)控因子。使用靶向PD-1/PD-L1或CTLA-4通路的抗體進(jìn)行免疫檢查點(diǎn)封鎖在多種癌癥中顯示出很有希望的治療效果。

在非免疫細(xì)胞來(lái)源的EVs上存在免疫調(diào)節(jié)分子可以抑制T細(xì)胞的激活。其中，PD-1是由dc衍生的EVs表達(dá)和運(yùn)輸?shù)?。此外，PD-1存在于胎盤(pán)來(lái)源的EVs上，可以抑制CD4+和CD8+ T細(xì)胞。因此，腫瘤衍生EVs上的免疫調(diào)節(jié)分子可以抑制T細(xì)胞的激活和增殖。

癌癥衍生的miRNAs能夠調(diào)節(jié)免疫系統(tǒng)，因此可以作為潛在的免疫治療靶點(diǎn)。了解EVs是如何使癌癥免疫逃逸的，可能為癌癥免疫治療提供潛在的突破。EVs靶向治療可能在不久的將來(lái)與免疫檢查點(diǎn)抑制劑結(jié)合。

七、EVs可以作為一種新的診斷工具

EVs反映其起源細(xì)胞的生理狀態(tài)，幾乎所有細(xì)胞都分泌含有特定蛋白質(zhì)和miRNAs的EVs進(jìn)入微環(huán)境和一般循環(huán)過(guò)程。因此，EVs可以在各種體液中發(fā)現(xiàn)，如血液、尿液和唾液，提供了豐富的潛在生物標(biāo)志物來(lái)源。EVs中發(fā)現(xiàn)了mRNA和miRNAs可作為生物標(biāo)志物。除了miRNAs之外，與癌細(xì)胞衍生EVs相關(guān)的蛋白質(zhì)也具有作為潛在生物標(biāo)志物。雖然還需要更多的研究來(lái)驗(yàn)證這些技術(shù)的適用性，但EVs蛋白的檢測(cè)已經(jīng)為癌癥診斷和治療反應(yīng)監(jiān)測(cè)開(kāi)辟了令人興奮的新途徑。眾所周知，疾病的早期發(fā)現(xiàn)和準(zhǔn)確監(jiān)測(cè)是提高癌癥患者臨床預(yù)后的必要條件。在這方面，基于EVs中的miRNAs和蛋白質(zhì)的新型生物標(biāo)志物的開(kāi)發(fā)可以提供許多好處，包括改善臨床結(jié)果。

八、EVs可以作為一種新的癌癥治療靶點(diǎn)

EVs和miRNAs對(duì)癌癥發(fā)展的貢獻(xiàn)被廣泛記錄在案，它們有望用于診斷癌癥和監(jiān)測(cè)腫瘤發(fā)生的新方法。靶向治療腫瘤細(xì)胞中參與EVs產(chǎn)生和分泌的分子可能會(huì)預(yù)防或延緩癌癥復(fù)發(fā)。因此，腫瘤細(xì)胞中產(chǎn)生EVs的特異性分子可以有效靶向于癌癥治療。

最近一種新的癌癥治療方法是從癌細(xì)胞中捕獲循環(huán)的EVs。如上所述，癌細(xì)胞分泌的EVs距離原發(fā)腫瘤有一定距離。完全消除循環(huán)EVs可能會(huì)給癌癥患者帶來(lái)重大好處。

事實(shí)上，已經(jīng)有技術(shù)允許EVs結(jié)合凝集素和抗體固定在血漿過(guò)濾膜的外毛細(xì)血管空間中，在腎透析機(jī)中集成血漿過(guò)濾膜。因此，可以有效地從循環(huán)血液中過(guò)濾EVs靶點(diǎn)，從而提高免疫治療的效率。另一種靶向癌癥EVs的潛在策略是干擾受體細(xì)胞對(duì)EVs的吸收。同時(shí)，闡明EVs被接收的機(jī)制可能提供另一種干擾癌癥進(jìn)展的途徑。因此除了標(biāo)準(zhǔn)的傳統(tǒng)治療手段如手術(shù)、放射治療、化療、免疫檢查點(diǎn)封鎖和分子靶向藥物，EVs提供了治療癌癥的另一種途徑。

小編總結(jié)

EVs研究的快速發(fā)展有助于揭示癌癥發(fā)生和發(fā)展的新機(jī)制。EVs是癌細(xì)胞啟動(dòng)、侵襲和轉(zhuǎn)移所需的多功能通訊工具。深入了解EVs在癌癥發(fā)展過(guò)程中的生理特性，可能為設(shè)計(jì)涉及EVs的診斷和預(yù)后工具以及治療策略鋪平道路。同時(shí)作為一個(gè)癌癥密切相關(guān)的物質(zhì)，EVs代謝與各種類型的基因，蛋白質(zhì)，RNA密切相關(guān)，針對(duì)這些相關(guān)性，我們可以通過(guò)高通量測(cè)序數(shù)據(jù)的分析，來(lái)講我們的課題與EVs的思路結(jié)合，為我們的研究增添亮點(diǎn)。