外泌體在卵巢癌中的研究進(jìn)展

李玉娟，趙樹立，謝靜燕

(1.南京醫(yī)科大學(xué)附屬南京醫(yī)院 婦科,江蘇 南京 210006； 2.南京醫(yī)科大學(xué)附屬南京醫(yī)院 中心實(shí)驗(yàn)室,江蘇 南京 210006)

·綜 述·

外泌體在卵巢癌中的研究進(jìn)展

李玉娟1，趙樹立2，謝靜燕1

(1.南京醫(yī)科大學(xué)附屬南京醫(yī)院 婦科,江蘇 南京 210006； 2.南京醫(yī)科大學(xué)附屬南京醫(yī)院 中心實(shí)驗(yàn)室,江蘇 南京 210006)

卵巢癌是死亡率居首位的女性生殖系統(tǒng)惡性腫瘤。外泌體是由細(xì)胞內(nèi)多囊泡與細(xì)胞膜融后釋放到細(xì)胞外環(huán)境中的一種直徑在30～100 nm的小囊泡。越來越多的研究發(fā)現(xiàn)外泌體是細(xì)胞間通訊的關(guān)鍵因子，在腫瘤細(xì)胞及腫瘤微環(huán)境的物質(zhì)和信號(hào)交流中發(fā)揮重要作用。外泌體在卵巢癌的發(fā)生發(fā)展中亦有重要的調(diào)控作用，可能成為卵巢癌診斷和治療的新靶點(diǎn)。

外泌體； 卵巢癌； 綜述

目前越來越多的研究表明,腫瘤細(xì)胞與其周圍的腫瘤微環(huán)境是腫瘤進(jìn)展的關(guān)鍵因素。外泌體(exosomes)是小型的細(xì)胞外囊泡，是細(xì)胞間通訊的關(guān)鍵因子，其在腫瘤細(xì)胞及腫瘤微環(huán)境的物質(zhì)和信號(hào)交流中發(fā)揮重要作用。卵巢癌是死亡率居首位的女性生殖系統(tǒng)惡性腫瘤，并有其獨(dú)特的轉(zhuǎn)移途徑，近來許多研究都發(fā)現(xiàn)外泌體在卵巢癌的發(fā)生發(fā)展過程中起重要作用。作者就外泌體在卵巢癌中的研究進(jìn)展作一綜述，以此闡述外泌體在卵巢癌的臨床診斷、預(yù)后應(yīng)用及其潛在的治療價(jià)值。

1 外泌體的生物學(xué)特性

外泌體于1983年在綿羊的網(wǎng)織紅細(xì)胞中被首次發(fā)現(xiàn)[1]，是圓盤狀的膜性囊泡，直徑在30～100 nm。1987年Johnstone等[2]推薦使用exosomes這一名稱。外泌體源于細(xì)胞膜的內(nèi)陷，形成包含膜蛋白的早期內(nèi)涵體(endosomes)，內(nèi)涵體進(jìn)一步向內(nèi)凹陷包裹細(xì)胞質(zhì)中的蛋白和RNAs，在細(xì)胞質(zhì)內(nèi)形成多囊泡(multivesicular bodies)，多囊泡與細(xì)胞膜融合將外泌體釋放至細(xì)胞外基質(zhì)中[3]。

外泌體可以在細(xì)胞培養(yǎng)上清液中、各種體液如尿液、血液和腹水中分離得到。雖然許多細(xì)胞都可以分泌外泌體，但是有數(shù)據(jù)顯示在癌癥情況下外泌體的釋放量是增多的。外泌體內(nèi)載有大量腫瘤細(xì)胞來源的蛋白質(zhì)、mRNA、 miRNA等生物信息，并帶有相應(yīng)的腫瘤抗原，其除了能夠在免疫細(xì)胞之間呈遞蛋白質(zhì)抗原與信號(hào)分子以外，還能在將功能性蛋白和(或)RNAs轉(zhuǎn)運(yùn)給受體細(xì)胞時(shí)遠(yuǎn)距離傳遞細(xì)胞間的信息，從而在細(xì)胞通訊和腫瘤微環(huán)境中起到重要的作用[4]。

2 外泌體與卵巢癌

近來外泌體在卵巢癌患者的腹水中被證實(shí)存在[5- 7]，不像其他的實(shí)體腫瘤，卵巢癌很少通過血管播散，但是很容易轉(zhuǎn)移至腹膜。這種獨(dú)特的轉(zhuǎn)移機(jī)制也帶來了新的研究思路，因此，更好認(rèn)識(shí)腹水微環(huán)境對(duì)我們研究卵巢癌生物學(xué)是至關(guān)重要的，并且可能具有重要的臨床應(yīng)用價(jià)值。

2.1 卵巢癌來源外泌體的成分

卵巢癌來源的外泌體承載多種生物活性物質(zhì)，包括各種蛋白質(zhì)和RNAs，這些物質(zhì)決定了外泌體的功能與特性。其中Tsg101、Rab、Rap、Annexin與細(xì)胞內(nèi)轉(zhuǎn)運(yùn)以及外泌體的形成有關(guān)[8- 9]；EpCAM[10]、L1CAM[11]、整合素(Integrin)[8]、唾液酸糖蛋白(Sialoglycoproteins)和N- glycans[12]、四跨膜蛋白(Tetraspanin)、CD9及CD63[8- 9]與卵巢癌細(xì)胞連接和靶細(xì)胞的選擇相關(guān)。MHC Ⅰ和Ⅱ[13]、熱休克蛋白(如HSP60、70、90)[8,14- 15]與腫瘤免疫調(diào)節(jié)相關(guān)。miR- 21、 miR141、miR200a 、 miR- 200c、 miR- 200b、miR- 203、miR- 205、miR- 214在卵巢癌來源的外泌體中表達(dá)顯著升高[16]，let- 7a- f、miR- 200a- c與卵巢癌的侵襲有關(guān)[17]。通過研究外泌體承載的蛋白以及RNAs等物質(zhì)，可以研究外泌體的形成并有助于發(fā)現(xiàn)更有效的分離和鑒定外泌體的方法，同時(shí)可以通過鑒定起源細(xì)胞而作為對(duì)應(yīng)腫瘤標(biāo)志物，并為日后治療提供特異性的靶點(diǎn)。然而想要確定特定外泌體的蛋白或RNAs是否來自于特定的細(xì)胞或疾病需要大樣本的研究，現(xiàn)在研究人員可以通過網(wǎng)絡(luò)的免費(fèi)數(shù)據(jù)庫來共享和比較他們的研究成果，比如ExoCarta數(shù)據(jù)庫(www.exocarta.org)，為外泌體的研究提供了很好的交流平臺(tái)[4]。

2.2 外泌體在卵巢癌發(fā)生發(fā)展中的作用

外泌體在卵巢癌細(xì)胞及其腫瘤微環(huán)境之間起到重要的信號(hào)介導(dǎo)作用[18]，在血管生成、轉(zhuǎn)移、耐藥和免疫反應(yīng)中都具有廣泛的生物學(xué)功能[19]。Kobayashi等[17]發(fā)現(xiàn)卵巢癌的腹膜轉(zhuǎn)移與外泌體的釋放有關(guān)。卵巢癌腹水來源的外泌體能夠通過L1- CAM降低特異性細(xì)胞表面黏附分子從而脫離原發(fā)腫瘤[20]。Safaei等[21]研究表明，順鉑耐藥的卵巢癌細(xì)胞通過改變?nèi)苊阁w高表達(dá)轉(zhuǎn)運(yùn)蛋白ATP7A、ATP8A，從而排出抗腫瘤藥物。卵巢癌患者血漿來源的外泌體可以表達(dá)免疫抑制因子如IL- 10和TGFβ1來調(diào)節(jié)T調(diào)節(jié)細(xì)胞的功能[13]，而卵巢癌患者腹水來源的外泌體可以誘導(dǎo)外周血淋巴細(xì)胞和樹突狀細(xì)胞的凋亡，從而破壞機(jī)體抗腫瘤免疫力[7]。

2.3 外泌體作為卵巢癌的生物標(biāo)志物

雖然CA125作為卵巢癌的標(biāo)志物被廣泛應(yīng)用，但不是所有的卵巢癌患者CA125水平都會(huì)升高[22]，因此需要找到新的早期腫瘤特異性診斷標(biāo)志物。外泌體具有若干獨(dú)特的優(yōu)勢(shì)：(1)十分穩(wěn)定(冷凍、冷藏、溶解狀態(tài)能保持多年)；(2)量大(每毫升血漿108- 13外泌體)；(3)具有腫瘤特異性；(4)與腫瘤期別及預(yù)后相關(guān)；(5)血液和尿液中的外泌體檢測(cè)較侵入性的活檢有很大優(yōu)勢(shì)[4]。通過比較卵巢癌患者和正常人群的外泌體，發(fā)現(xiàn)在外泌體數(shù)量和蛋白含量上都有顯著的區(qū)別，TGFβ1 和MAGE3/6在惡性卵巢腫瘤中普遍存在，而在良性腫瘤中很少表達(dá)[23]。63例卵巢癌中有32例發(fā)現(xiàn)Claudin- 4陽性的外泌體，而50個(gè)正常對(duì)照中只有1例為陽性，提示Claudin- 4為具有高敏感性和特異性的指標(biāo)[24]。其他指標(biāo)如CD24和EpCAM也在卵巢癌中表達(dá)，成為潛在的診斷標(biāo)志物[25]。

化療耐藥是卵巢癌治療的主要障礙。從順鉑耐藥的卵巢癌細(xì)胞株2008/C13*5.25提取的外泌體中發(fā)現(xiàn)，高水平的順鉑輸出轉(zhuǎn)運(yùn)蛋白如MRP2、ATP7A、ATP8A能夠通過外泌體途徑輸出順鉑[21]。此外有研究發(fā)現(xiàn)miR- 21- 3p與卵巢癌細(xì)胞順鉑耐藥有關(guān)[26]，從而可以作為卵巢癌患者順鉑治療有效性的預(yù)測(cè)指標(biāo)。目前有人研究化療前后外泌體的水平變化，表明對(duì)化療無效的患者外泌體的水平?jīng)]有變化，而對(duì)化療有效的患者外泌體水平有顯著改變，提示外泌體的含量可以有效預(yù)測(cè)化療的有效性[23]。

除了蛋白，外泌體還含有RNAs，將miRNA檢測(cè)用于診斷惡性腫瘤已經(jīng)被廣泛接受[27]。Taylor等[16]首先提出通過檢測(cè)血液中外泌體miRNA的方法診斷卵巢癌，將miR- 21、miR- 141、 miR- 200a、 miR- 200c、 miR- 200b、 miR- 205和miR- 214 用作診斷 miRNAs,發(fā)現(xiàn)外泌體的miRNA的增殖與腫瘤miRNA的增殖一致；更重要的是，卵巢癌患者血漿外泌體中miRNA的水平顯著高于良性對(duì)照組，而且在正常對(duì)照組中沒有測(cè)出，同時(shí)miR- 200c、miR- 214的表達(dá)與腫瘤分期有關(guān)，這些提示外泌體miRNA的增殖不僅可以作為早期診斷的指標(biāo)，也可用于卵巢癌的腫瘤分期。

還有研究發(fā)現(xiàn)外泌體不僅可以作為miRNA的運(yùn)輸工具，還有促進(jìn)miRNA提前成熟的作用。有研究發(fā)現(xiàn)RNaseⅢ基因家族成員Dicer，一個(gè)miRNA加工處理過程中的關(guān)鍵部件，在腫瘤來源的外泌體中表達(dá)并通過改變受體細(xì)胞的轉(zhuǎn)錄組從而激發(fā)非腫瘤細(xì)胞向腫瘤細(xì)胞轉(zhuǎn)變，這將為以外泌體為基礎(chǔ)的診斷和治療提供新的機(jī)遇[28]。

2.4 外泌體作為卵巢癌的治療靶點(diǎn)

目前一些研究已經(jīng)評(píng)價(jià)了選擇性靶向消除循環(huán)中的外泌體來治療癌癥的效果，Marleau等[29]使用類似透析的原理，利用親和平臺(tái)技術(shù)裝置將抗原特異性的外泌體與相應(yīng)的抗體或親和劑結(jié)合并被清除。而Hurley等[30]則發(fā)現(xiàn)Rab 家族成員在外泌體的生成及傳代中起關(guān)鍵作用，比如Rab5在調(diào)控多囊泡和早期內(nèi)泌體的形成中起重要作用，Rab27a調(diào)控多囊泡與細(xì)胞膜的融合并將外泌體釋放，如果靶向抑制Rab27a可以使得與內(nèi)泌體相關(guān)的外泌體顯著減少或消失，這將可能成為新的治療靶點(diǎn)。

此外外泌體能產(chǎn)生抗腫瘤免疫反應(yīng)[31]。Raposo等[32]最先報(bào)道了外泌體在獲得性免疫功能中的作用，他們利用外泌體作為抗原激發(fā)體內(nèi)T細(xì)胞相關(guān)的免疫作用，達(dá)到長(zhǎng)期的腫瘤特異性保護(hù)功能。Escudier等[33]通過患者自體樹突狀細(xì)胞與黑色素瘤相關(guān)抗原3(MAGE3)相互作用后產(chǎn)生的外泌體，制備相應(yīng)的疫苗用于治療轉(zhuǎn)移性黑色素瘤已被證明是可行的。在卵巢癌中，具有浸潤(rùn)性T細(xì)胞患者的5年生存率明顯高于沒有這些T細(xì)胞的患者[34]。將卵巢癌腹水來源的外泌體與Toll樣受體3激動(dòng)劑結(jié)合，可以提高晚期卵巢癌化療患者的無進(jìn)展生存期[35]。以上都為外泌體用于腫瘤免疫治療提供了依據(jù)和方向。

外泌體還可以作為藥物的載體，增加藥物的穩(wěn)定性和生物利用度[36]。Munagala等[37]用牛奶的外泌體作為藥物載體治療腫瘤。Saari等[38]發(fā)現(xiàn)外泌體作為藥物載體可以增強(qiáng)紫杉醇在前列腺癌中的毒性作用。Cai等[39]發(fā)現(xiàn)姜黃素與雷公藤甲素可以誘導(dǎo)卵巢癌細(xì)胞的凋亡。以上研究表明外泌體與藥物組合可能成為卵巢癌治療的新方向。

綜上所述，外泌體對(duì)卵巢癌的生長(zhǎng)、侵襲和轉(zhuǎn)移等生物學(xué)行為具有重要的調(diào)控作用，但具體作用機(jī)制有待進(jìn)一步研究。隨著研究的深入及相關(guān)實(shí)驗(yàn)技術(shù)的發(fā)展，外泌體在卵巢癌診斷、治療及預(yù)后相關(guān)領(lǐng)域的成果可能在未來逐步應(yīng)用于臨床，為卵巢癌的診治開辟新的方向。

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(本文編輯：周蘭波)

2016- 08- 08

2016- 12- 06

國(guó)家自然科學(xué)基金資助項(xiàng)目(81572557)；南京市醫(yī)學(xué)科技發(fā)展專項(xiàng)資金資助項(xiàng)目(ZKX15029)

李玉娟(1983-),女，江蘇南京人，主治醫(yī)師，在讀博士研究生。E- mail:lyj0324nj@163.com.

謝靜燕 E- mail:xiejingyan2001@163.com.

李玉娟,趙樹立,謝靜燕.外泌體在卵巢癌中的研究進(jìn)展[J].東南大學(xué)學(xué)報(bào):醫(yī)學(xué)版,2017,36(2):282- 285.

R737.31

A

1671- 6264(2017)02- 0282- 04

10.3969/j.issn.1671- 6264.2017.02.030