靶向細(xì)胞外泌體的抗腫瘤轉(zhuǎn)移研究進(jìn)展及思考＊

劉玉萍，陳 彥＊＊，黃萌萌，傅榮萍

（1.南京中醫(yī)藥大學(xué)附屬中西醫(yī)結(jié)合醫(yī)院 南京 210028；

2.江蘇省中醫(yī)藥研究院中藥組分與微生態(tài)研究中心 南京 210028）

外泌體（Exosome）是細(xì)胞分泌的直徑在40-130 nm之間具有雙層脂質(zhì)膜結(jié)構(gòu)的一種微小囊泡，是在20世紀(jì)80年代末羊網(wǎng)織紅細(xì)胞培養(yǎng)分化過程中被首次發(fā)現(xiàn)的[1]。過去的觀點(diǎn)認(rèn)為外泌體是細(xì)胞向外排出的毫無用處的細(xì)胞碎片和垃圾載體，然而，隨著外泌體內(nèi)容物逐漸被認(rèn)識和了解，現(xiàn)代研究證實(shí)外泌體是細(xì)胞生理和病理的多功能調(diào)解者，主要?dú)w因于其包含的核酸、蛋白、脂質(zhì)和受體等多種生物活性成分[2-3]。外泌體廣泛的存在于生物體內(nèi)各種細(xì)胞中，并且廣泛地分布于外周血、唾液、尿液、腹水、胸水、腦脊液、乳汁等多種體液中，在正常生理以及病理狀態(tài)下都可由細(xì)胞釋放[4-5]。已有研究發(fā)現(xiàn)，腫瘤細(xì)胞會比正常細(xì)胞分泌更多的外泌體，且其中包含了諸多與腫瘤相關(guān)的遺傳物質(zhì)，從而令外泌體與腫瘤的發(fā)生發(fā)展息息相關(guān)[6]。轉(zhuǎn)移作為抗腫瘤難以攻克的難題，因缺乏有效的治療手段，備受研究者的關(guān)注。隨著研究的不斷深入，靶向外泌體可能成為對抗腫瘤轉(zhuǎn)移的關(guān)鍵。

1 外泌體與腫瘤轉(zhuǎn)移的關(guān)系

腫瘤轉(zhuǎn)移是腫瘤致死的重要原因，腫瘤細(xì)胞從原發(fā)位脫落浸潤到周圍的組織，通過淋巴系統(tǒng)和血液系統(tǒng)擴(kuò)散到機(jī)體的其他組織器官形成轉(zhuǎn)移，增加了患者死亡率?！胺N子-土壤”假說是腫瘤轉(zhuǎn)移產(chǎn)生機(jī)制的重要學(xué)說，得到普遍的認(rèn)可，該學(xué)說1889年由英國學(xué)者Paget提出，闡明腫瘤發(fā)生器官轉(zhuǎn)移并非一個(gè)隨機(jī)的事件，而是有特定的條件，即特定的腫瘤細(xì)胞（種子）傾向于轉(zhuǎn)移到特定的器官（土壤），只有土壤適合種子時(shí)才會生長，成功發(fā)生轉(zhuǎn)移[7-8]。目前，腫瘤細(xì)胞釋放的多種細(xì)胞因子如趨化因子CCL21、CXCL12等被認(rèn)為是誘導(dǎo)腫瘤細(xì)胞發(fā)生特定轉(zhuǎn)移的重要因素，而近年來，越來越多的證據(jù)顯示外泌體通過誘導(dǎo)血管滲漏、炎癥及轉(zhuǎn)移前微環(huán)境的形成等多方面介導(dǎo)了腫瘤轉(zhuǎn)移的發(fā)生發(fā)展[9-12]。

1.1 外泌體促進(jìn)了腫瘤細(xì)胞的遷移和侵襲

腫瘤轉(zhuǎn)移的發(fā)生離不開腫瘤細(xì)胞的遷移和侵襲能力的增加，通過上皮-間質(zhì)化的惡性轉(zhuǎn)變，細(xì)胞的遷移能力需要細(xì)胞方向的準(zhǔn)確定位，并且能夠粘附于細(xì)胞外基質(zhì)ECM，而外泌體證實(shí)在這些過程中起到了重要的作用。細(xì)胞遷移和侵襲是惡性腫瘤進(jìn)展到晚期和產(chǎn)生轉(zhuǎn)移的重要因素，在前列腺癌中，Ramteke等發(fā)現(xiàn)前列腺癌細(xì)胞衍生的外泌體在缺氧條件下能夠增強(qiáng)細(xì)胞的遷移和侵襲，采用PC-3細(xì)胞系做劃痕實(shí)驗(yàn)，發(fā)現(xiàn)在缺氧條件下，腫瘤細(xì)胞衍生的外泌體能夠促進(jìn)細(xì)胞通過遷移迅速將劃痕愈合。通過對細(xì)胞表面蛋白進(jìn)行分析，發(fā)現(xiàn)，外泌體能夠降低E-鈣粘素的表達(dá)，從而增強(qiáng)了細(xì)胞的運(yùn)動能力[13]。還有研究發(fā)現(xiàn)外泌體能促進(jìn)乳腺癌細(xì)胞的遷移和侵襲能力從而增加了乳腺癌的惡行進(jìn)程。Harris等[14]分離了MCF-7，轉(zhuǎn)染了GFP-Rab27b的MCF-7以及MDA-MB-231細(xì)胞的外泌體，這三種細(xì)胞分別為低轉(zhuǎn)移、中等轉(zhuǎn)移以及高轉(zhuǎn)移腫瘤細(xì)胞，采用劃痕實(shí)驗(yàn)，發(fā)現(xiàn)中等轉(zhuǎn)移和高轉(zhuǎn)移的細(xì)胞衍生的外泌體能夠誘導(dǎo)低轉(zhuǎn)移潛能細(xì)胞的遷移能力。這些外泌體被發(fā)現(xiàn)能夠增強(qiáng)EMT相關(guān)蛋白的表達(dá)包括：HSP90和波形蛋白vimentin。類似的，從高轉(zhuǎn)移肺癌細(xì)胞分離的外泌體被證明能夠增強(qiáng)波形蛋白vimentin和N-鈣粘素的表達(dá)，降低E-鈣粘素和緊密連接蛋白ZO-1的表達(dá)，從而增強(qiáng)了運(yùn)動能力和侵襲潛能。外泌體通過傳遞所含有的蛋白質(zhì)、mRNA等促進(jìn)細(xì)胞的惡性轉(zhuǎn)變。當(dāng)?shù)蛺盒猿潭鹊哪[瘤細(xì)胞攝取了高轉(zhuǎn)移腫瘤細(xì)胞衍生的外泌體后呈現(xiàn)出快速增殖和遷移的表型。對腫瘤細(xì)胞衍生外泌體的miRNA進(jìn)行分析發(fā)現(xiàn)，一些癌基因相關(guān)的miRNA顯著增多。Singh等[15]對乳腺癌來源的外泌體進(jìn)行了分析，發(fā)現(xiàn)與非轉(zhuǎn)移型乳腺癌相比，惡性乳腺癌細(xì)胞系MDA-MB-231所分泌的外泌體中miR-10b的表達(dá)量明顯偏高，而當(dāng)該種外泌體被非轉(zhuǎn)移型乳腺癌細(xì)胞攝取后，miR-10b能抑制一系列靶基因，例如HOXD10（Homeobox D10）和 KLF4（Kruppel-like Factor4）的表達(dá)，從而導(dǎo)致非轉(zhuǎn)移型乳腺癌細(xì)胞侵襲轉(zhuǎn)移能力的增強(qiáng)。在乳腺癌和結(jié)腸癌中，腫瘤細(xì)胞衍生的外泌體包含一種表皮生長因子受體EGFR的亞基-雙調(diào)蛋白，從而參與了細(xì)胞信號傳導(dǎo)增強(qiáng)了腫瘤的侵襲性。Higginbotham等[16]發(fā)現(xiàn)結(jié)腸癌衍生的外泌體包含有一些生長因子受體的配體蛋白，利用matrigel細(xì)胞侵襲實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)含有雙調(diào)蛋白的外泌體能夠促進(jìn)上皮細(xì)胞和乳腺癌細(xì)胞的侵襲能力。降解細(xì)胞外基質(zhì)是腫瘤細(xì)胞遷移和侵襲能力增加的另一個(gè)機(jī)制。Atay等[17]在胃腸道間質(zhì)瘤中證明了外泌體在這一個(gè)過程中的作用。在他們的研究中，外泌體可以攜帶癌基因蛋白酪氨酸激酶KIT，在腫瘤細(xì)胞衍生外泌體和子宮肌瘤平滑肌細(xì)胞共培養(yǎng)24 h后，外泌體被細(xì)胞攝取，并且在細(xì)胞膜上能夠檢測到KIT活性的表達(dá)。在外泌體的作用下，腫瘤細(xì)胞波形蛋白vimentin基因和蛋白的水平都顯著增加，MMP-1也相應(yīng)的上調(diào)了。此外，外泌體攜帶的酶類蛋白如基質(zhì)金屬蛋白酶MMP能夠降解基質(zhì)，對基質(zhì)進(jìn)行重塑，增加了腫瘤細(xì)胞的遷移和侵襲[18-19]。

1.2 外泌體促進(jìn)了靶器官促轉(zhuǎn)移微環(huán)境的形成

越來越多的研究發(fā)現(xiàn)腫瘤轉(zhuǎn)移前微環(huán)境是成功轉(zhuǎn)移的決定性因素。在腫瘤細(xì)胞尚未到達(dá)轉(zhuǎn)移灶時(shí)，原發(fā)位腫瘤通過機(jī)體釋放一些細(xì)胞因子及外泌體，這些外泌體及細(xì)胞因子到達(dá)腫瘤轉(zhuǎn)移的靶器官后，通過在靶器官上形成有利于腫瘤細(xì)胞定植生長的轉(zhuǎn)移前微環(huán)境，從而促進(jìn)腫瘤轉(zhuǎn)移[20]。Peinado H等發(fā)現(xiàn)[21-22]，胰腺癌細(xì)胞衍生的細(xì)胞外囊泡可以到達(dá)遠(yuǎn)處端的器官并通過上調(diào)TGF-β、纖連蛋白和一種巨噬細(xì)胞趨化因子促進(jìn)腫瘤預(yù)轉(zhuǎn)移微環(huán)境的形成。該課題組接下來的研究還發(fā)現(xiàn)，黑色素瘤細(xì)胞分泌的外泌體通過將金屬蛋白酶傳遞至骨髓細(xì)胞可誘導(dǎo)骨髓細(xì)胞向促進(jìn)腫瘤轉(zhuǎn)移的細(xì)胞表型轉(zhuǎn)變，通過上調(diào)原癌基因MET從而轉(zhuǎn)化骨髓衍生的樹突細(xì)胞并且協(xié)助在肺部建立一個(gè)促腫瘤轉(zhuǎn)移的利基，黑色素瘤細(xì)胞衍生的外泌體還通過招募黑色素瘤細(xì)胞，誘導(dǎo)細(xì)胞外基質(zhì)的沉積，以及促進(jìn)淋巴管細(xì)胞的增殖，幫助促腫瘤轉(zhuǎn)移利基中淋巴結(jié)節(jié)的形成[23-24]。更有趣的是該課題組在另一篇報(bào)道中還發(fā)現(xiàn)不同類型的腫瘤分泌的外泌體可通過不同的整合素亞型（ITGS）靶向特定器官并觸發(fā)相關(guān)信號轉(zhuǎn)導(dǎo)通路從而促進(jìn)腫瘤預(yù)轉(zhuǎn)移微環(huán)境的形成[25]。這解釋了不同腫瘤對轉(zhuǎn)移器官的選擇是如何產(chǎn)生的。在靶器官上，外泌體通過粘附并觸發(fā)靶器官正常基質(zhì)細(xì)胞如上皮細(xì)胞、成纖維細(xì)胞、巨噬細(xì)胞等S100A8/9、TLR4等促炎信號的傳導(dǎo)，誘導(dǎo)炎性細(xì)胞的浸潤及血管生成等方式促進(jìn)腫瘤轉(zhuǎn)移炎癥微環(huán)境的形成進(jìn)而促進(jìn)腫瘤轉(zhuǎn)移[26]。

2 基于外泌體的防治腫瘤轉(zhuǎn)移的策略

腫瘤轉(zhuǎn)移目前沒有良好的治療手段，主要原因在于腫瘤轉(zhuǎn)移的轉(zhuǎn)移灶不明確，發(fā)病機(jī)制復(fù)雜，及藥物難以到達(dá)靶器官等?？紤]到外泌體與腫瘤轉(zhuǎn)移之間千絲萬縷的聯(lián)系，人們正在考慮一些針對外泌體介導(dǎo)的治療腫瘤的策略。

2.1 抑制細(xì)胞外泌體的產(chǎn)生和釋放

研究發(fā)現(xiàn)在腫瘤患者體內(nèi)，外泌體的數(shù)量往往較健康人顯著增多，外泌體通過誘導(dǎo)血管滲漏、炎癥及轉(zhuǎn)移前微環(huán)境的形成等多方面介導(dǎo)了腫瘤轉(zhuǎn)移的發(fā)生發(fā)展[9-12]如何減少這些外泌體的釋放是目前基于外泌體介導(dǎo)腫瘤防治的策略之一。外泌體是由多泡小體（Multivesicular Bodies，MVBs）與細(xì)胞質(zhì)膜融合后釋放到細(xì)胞外的一種膜泡，其起源標(biāo)志事件是質(zhì)膜內(nèi)吞，進(jìn)而到早期內(nèi)體，再到晚期內(nèi)體，之后內(nèi)體膜內(nèi)向出芽生成腔內(nèi)囊泡（Intraluminal Vesicles，ILVs），進(jìn)而演化成多泡體[27]。MVB生成過程至少有兩種特定的通路，一條是通過內(nèi)吞體分選轉(zhuǎn)運(yùn)復(fù)合體（Endosomal SDorting Complex Required for Transport，ESCRT））募集到內(nèi)體膜上參與ILV形成的各個(gè)協(xié)調(diào)的步驟（包括泛素化蛋白的識別、晚期內(nèi)體膜的內(nèi)陷、泛素化蛋白的去泛素化等）。第二條相關(guān)通路是基于內(nèi)體膜上的特異脂質(zhì)成分，并獨(dú)立于ESCRT機(jī)制。內(nèi)體區(qū)隔（Endosomal Compartments）局限性的質(zhì)膜上存在脂筏微區(qū)（Raftbased Microdomains），后者含有大量的鞘質(zhì)（可呈遞并被neutralsphingomylinase2（nSMase2）分解成神經(jīng)酰胺（Ceramide），神經(jīng)酰胺可反向誘導(dǎo)微區(qū)合并成更大的結(jié)構(gòu)進(jìn)而產(chǎn)生構(gòu)象誘導(dǎo)的內(nèi)向出芽和ILVs的形成。在MVBs形成之后，Rab GTPases可控制進(jìn)行降解或者次級通路。最后ILVs的釋放是通過MVB與質(zhì)膜的融合，具體過程尚未清楚，但是至少中性鞘磷脂酶2（Soluble N-ethylmaleimide-sensitive Factor Attachment Proteinreceptors，SNAREs）是參與其中的。只有當(dāng)IVLs被釋放后，才能成為外泌體[28]。

因此一些針對減少外泌體分泌和釋放的藥物正在開發(fā)。目前最為常見的是中性鞘磷脂酶2（neutral Sphingomyelinase 2，nSMase 2）抑 制 劑 GW4869，nSMase 2是合成神經(jīng)酰胺的限速酶，而神經(jīng)酰胺在MVBs的內(nèi)側(cè)膜芽生作用形成外泌體的過程中發(fā)揮重要作用。很多研究已經(jīng)發(fā)現(xiàn)，給予GW4869可減少腫瘤細(xì)胞的外泌體的釋放，在多個(gè)腫瘤轉(zhuǎn)移模型中表現(xiàn)出減少腫瘤轉(zhuǎn)移的作用[29-30]。尚有一些與鈣離子釋放有關(guān)的通道抑制劑如二甲基氨氯吡咪（Dimethylamiloride，DMA）通過阻斷H+/Na+和Na+/Ca2+通道而減少外泌體的分泌從而增強(qiáng)環(huán)磷酰胺的抗腫瘤效應(yīng)等[31]。此外還有一些質(zhì)子泵抑制劑可能通過直接影響溶酶體的穩(wěn)定性或腫瘤細(xì)胞胞質(zhì)的酸堿度降低外泌體的釋放等[32]。然而，盡管這些抑制劑具有抑制腫瘤轉(zhuǎn)移的作用，但是因其不能特異性的識別正常細(xì)胞和腫瘤細(xì)胞的外泌體，從而干擾了外泌體的正常生理功能，因此其潛在的副作用和風(fēng)險(xiǎn)阻礙了其走向臨床的可能，這些抑制劑大部分作為工具藥用于外泌體相關(guān)功能的實(shí)驗(yàn)研究。

2.2 靶向外泌體觸發(fā)的信號傳導(dǎo)及關(guān)鍵分子

腫瘤轉(zhuǎn)移是復(fù)雜的過程，可由多種信號通路介導(dǎo)，共同調(diào)控完成。研究發(fā)現(xiàn)，外泌體可參與調(diào)控多條信號通路，且其本身富含大量的轉(zhuǎn)移相關(guān)蛋白和基因，因此，外泌體可通過多種途徑調(diào)控腫瘤轉(zhuǎn)移近年來已被國內(nèi)外研究所證實(shí)。

2.2.1 MAPK絲裂原活化蛋白激酶（mitogen activated protein kinases，MAPK）信號通路

MAPK信號通路是真核細(xì)胞介導(dǎo)細(xì)胞外信號到細(xì)胞內(nèi)反應(yīng)的重要信號傳導(dǎo)系統(tǒng)，在腫瘤細(xì)胞的侵襲轉(zhuǎn)移過程中起重要的作用。MAPK信號包含3條傳導(dǎo)通路 ，即 ERK（extracellular regulated protein kinases,ERK）、JNK（c-Jun N-terminal kinase，JNK）、p38MAPK。Chiba M等[33]研究發(fā)現(xiàn)，人結(jié)腸癌細(xì)胞SW480來源的外泌體通過動態(tài)依賴細(xì)胞內(nèi)吞效應(yīng)，能夠激活受體細(xì)胞HepG2細(xì)胞的ERK1/2，提高細(xì)胞的遷移能力，促進(jìn)腫瘤的形成和轉(zhuǎn)移。Cai Z等[34]研究發(fā)現(xiàn)激活的T細(xì)胞衍生的外泌體能夠激活小鼠黑色素瘤細(xì)胞B16中ERK，從而促進(jìn)B16細(xì)胞中MMP9的表達(dá)，進(jìn)而促進(jìn)了B16細(xì)胞的肺轉(zhuǎn)移。還有研究發(fā)現(xiàn)，肝癌細(xì)胞源性外泌體可通過啟動MAPK和PI3K/Akt信號通路，增加MMP-2和MMP-9的活化，從而提高癌細(xì)胞的遷移和侵襲力[35]。

2.2.2 Wnt(wingless-type MMTV integration site family members)相關(guān)信號傳導(dǎo)

Wnt信號通路在組織發(fā)育中起重要作用，這一進(jìn)化保守通路的畸變與腫瘤的發(fā)展相關(guān)。已有多項(xiàng)研究證明在腫瘤的發(fā)生和轉(zhuǎn)移過程中Wnt信號通路發(fā)揮重要的作用。其中Wnt-PCP（planar cell polarity，PCP）信號傳導(dǎo)途徑是脊椎動物發(fā)育期間匯聚延伸細(xì)胞運(yùn)動的主要調(diào)控通路，Luga V等[36]研究發(fā)現(xiàn)腫瘤相關(guān)成纖維細(xì)胞 CAF（Cancer-associated fibroblasts，CAF）分泌的外泌體能夠激活乳腺癌細(xì)胞的Wnt-PCP通路，從而促進(jìn)乳腺癌細(xì)胞的遷移和運(yùn)動能力，從而促進(jìn)乳腺癌的轉(zhuǎn)移。Lin R等[37]也發(fā)現(xiàn)人間充質(zhì)干細(xì)胞MSC（Human mesenchymal stem cell，MSC）來源的外泌體通過激活人乳腺癌MCF-7的Wnt信號通路，從而增加了低轉(zhuǎn)移性MCF-7細(xì)胞的轉(zhuǎn)移能力。另外，研究發(fā)現(xiàn)外泌體可攜帶Wnt在細(xì)胞間進(jìn)行轉(zhuǎn)運(yùn)，從而介導(dǎo)了Wnt相關(guān)信號的傳導(dǎo)[38]。

2.2.3 缺氧誘導(dǎo)因子HIF（hypoxia-inducible factors,HIF）

缺氧誘導(dǎo)因子是一種廣泛存在于哺乳動物中參與機(jī)體氧穩(wěn)態(tài)的重要因子。研究發(fā)現(xiàn)，HIF通過參與血管生成等促進(jìn)腫瘤的轉(zhuǎn)移。而外泌體通過調(diào)控HIF相關(guān)的多條信號傳導(dǎo)促進(jìn)腫瘤的發(fā)生發(fā)展。Park JE等[39]研究顯示細(xì)胞在缺氧微環(huán)境中可以分泌外泌體刺激血管生成，并通過外泌體攜帶的跨膜蛋白增加轉(zhuǎn)移潛能，為腫瘤的發(fā)生與轉(zhuǎn)移提供更有利的條件。此外，缺氧誘導(dǎo)因子HIF高表達(dá)的腫瘤細(xì)胞來源的外泌體還能通過傳遞miRNA如miR-21等促進(jìn)腫瘤轉(zhuǎn)移表型的轉(zhuǎn)化，從而促進(jìn)腫瘤轉(zhuǎn)移[40]。

除此之外，外泌體還能通過調(diào)控靶細(xì)胞NF-κB、STATS、Hedgehog等多條信號通路發(fā)揮促進(jìn)細(xì)胞遷移運(yùn)動能力增加、促血管生成、上皮-間質(zhì)轉(zhuǎn)化及促轉(zhuǎn)移微環(huán)境形成等發(fā)揮促進(jìn)轉(zhuǎn)移的作用[41-43]。因此，針對上述信號通路及關(guān)鍵分子，尋找和設(shè)計(jì)相應(yīng)的靶向抑制劑可能可以達(dá)到抑制外泌體介導(dǎo)的轉(zhuǎn)移行為。有研究使用ERK/2的抑制劑U0126發(fā)現(xiàn)其能夠阻斷外泌體介導(dǎo)的腫瘤細(xì)胞的遷移[44]。而一些來源于中藥的天然小分子化合物如姜黃素[45]、EGCG[46]、紫草素[47]等，通過改變腫瘤細(xì)胞衍生的外泌體的功能，抑制了外泌體所介導(dǎo)的促腫瘤信號，從而抑制腫瘤細(xì)胞的增殖，抑制腫瘤的惡化進(jìn)程。

2.3 利用外泌體作為組織靶向藥物傳遞載體

腫瘤轉(zhuǎn)移臨床難以治愈的原因之一在于藥物難以到達(dá)轉(zhuǎn)移部位。有學(xué)者試圖構(gòu)建抗轉(zhuǎn)移納米載藥系統(tǒng)來抑制腫瘤的轉(zhuǎn)移，針對腫瘤的特殊微環(huán)境及腫瘤組織與正常組織之間的差異，設(shè)計(jì)了多種納米載藥系統(tǒng)。如靶向唾液酸寡聚糖納米載藥系統(tǒng)，將P-3Fax-Neu5Ac裝載入PLGA納米粒中，顯示出一定的抗小鼠黑色素瘤B16F10轉(zhuǎn)移的潛力[48]；或?qū)邢蛉~酸受體的微小RNA裝載入納米粒中，來對抗結(jié)腸癌及其發(fā)生的轉(zhuǎn)移[49]等。這些納米載藥系統(tǒng)，在一定程度上緩解了抗腫瘤轉(zhuǎn)移制劑的欠缺，然后尚存在一些不足之處。靶向轉(zhuǎn)移基于兩種機(jī)制：①被動靶向，納米顆粒遞送到特定的器官或轉(zhuǎn)移灶；②主動靶向，納米顆粒精準(zhǔn)的歸巢到特定的腫瘤細(xì)胞受體。被動靶向根據(jù)腫瘤生物學(xué)特征，允許納米顆粒載體通過增強(qiáng)滲透性和EPR效應(yīng)積聚。這些納米粒子往往是根據(jù)某種蛋白或受體的高表達(dá)來設(shè)計(jì)的，而腫瘤轉(zhuǎn)移是個(gè)復(fù)雜的過程，其蛋白表達(dá)千差萬別，單一蛋白的表達(dá)高低往往不能完全指正靶器官及轉(zhuǎn)移灶的歸巢，因而這些納米粒子尚不能表現(xiàn)出對轉(zhuǎn)移性腫瘤的歸巢而對轉(zhuǎn)移灶周圍的正常組織和器官無積聚的功能；其次，現(xiàn)有的納米制劑往往采用多種高分子材料，這些高分子材料雖然在一定程度上能與包載的藥物很好的契合，但其非生物來源，進(jìn)入機(jī)體內(nèi)的生物相容性及安全性也是限制現(xiàn)有的納米載藥系統(tǒng)進(jìn)入臨床的重要因素。因此，迄今為止，尚不存在能夠完全針對那些已經(jīng)擴(kuò)散到遠(yuǎn)處器官或淋巴結(jié)的轉(zhuǎn)移性癌癥的安全有效的遞藥系統(tǒng)，迫切需要尋找新型安全有效的抗轉(zhuǎn)移載藥系統(tǒng)的載體。

除了減少腫瘤細(xì)胞外泌體的分泌和釋放，阻斷外泌體的介導(dǎo)的促腫瘤轉(zhuǎn)移信號傳導(dǎo)之外，隨著研究的不斷深入，人們發(fā)現(xiàn)外泌體以其獨(dú)特的結(jié)構(gòu)和功能，能夠作為藥物載體形成特殊的載藥系統(tǒng)而發(fā)揮獨(dú)特的作用。外泌體是細(xì)胞分泌的具有雙層脂質(zhì)膜結(jié)構(gòu)的一種微小囊泡，外泌體由膜脂與膜蛋白構(gòu)成的生物膜圍繞，其結(jié)構(gòu)和成分均類似于細(xì)胞膜[50]。其中，膜脂成分中較細(xì)胞膜相比，富含膽固醇，神經(jīng)酰胺，鞘磷脂及脂筏結(jié)構(gòu)[51]。外泌體能夠?qū)y帶的多種蛋白質(zhì)、mRNA、miRNA等傳遞給相應(yīng)的細(xì)胞或組織，參與并維持許多正常的生理功能，如組織修復(fù)、免疫監(jiān)視、和凝血等[52]。

近年來，將外泌體用于疾病治療逐漸成為外泌體應(yīng)用研究的一大熱點(diǎn)。不斷有研究提出將外泌體作為藥物載體用于疾病治療的設(shè)想，作為一種天然的內(nèi)源性的納米運(yùn)輸載體，外泌體已經(jīng)被開發(fā)運(yùn)用于核酸類藥物及其他一些小分子藥物的靶向遞送。外泌體的脂質(zhì)雙分子層結(jié)構(gòu)決定了其可以作為載體，脂質(zhì)雙分子間的疏水部分可以用來包載疏水性藥物，脂質(zhì)雙分子層包圍的內(nèi)部區(qū)域可以用來包載疏水的基因以及藥物。因此，外泌體既可以作為單獨(dú)的藥物或者基因的載體，又可以作為疏水性藥物或者基因與藥物共傳遞的載體。這一特性已逐漸應(yīng)用于來源于中藥的天然小分子化合物中，例如，對于理化性質(zhì)比較差，但是具有廣泛藥理活性的姜黃素，已有研究表明采用外泌體包載姜黃素后，通過Caco-2細(xì)胞模型實(shí)驗(yàn)顯示，外泌體包載的姜黃素在持續(xù)苛刻消化過程仍然能夠保持較高的穩(wěn)定性，且能穿過腸屏障，體現(xiàn)出更高的生物利用度傾向[53]。類似的研究諸如雷公藤紅素[54]、紫杉醇[55]等，通過利用外泌體的包載實(shí)現(xiàn)提高藥物理化性質(zhì)的優(yōu)化、抗腫瘤效果的提高以及毒性的降低。外泌體作為藥物傳遞載體呈現(xiàn)出多種優(yōu)勢：首先，外泌體可以來源于病人自身的細(xì)胞，因此在藥物傳遞過程中減少了免疫原性；其次，外泌體作為一種膜結(jié)構(gòu)載體，具有與脂質(zhì)體類似的結(jié)構(gòu)，具有極強(qiáng)的生物相容性，外泌體表面存在的一些蛋白也有利于細(xì)胞的吞噬。例如，外泌體表面的CD9分子有利于實(shí)現(xiàn)膜融合，從而將其負(fù)載的藥物直接運(yùn)送到受體細(xì)胞中，避免了細(xì)胞吞噬-溶酶體途徑帶來的藥物降解及細(xì)胞毒性等問題，表現(xiàn)出更高的遞送效率[56]；再者，外泌體的直徑在40-130nm之間，因此可以很好地利用增強(qiáng)滲透滯留（EPR）效應(yīng)；最后，不同來源的外泌體因其供體細(xì)胞的差異性而呈現(xiàn)出不同的特性。

幾乎所有的活細(xì)胞都能產(chǎn)生外泌體，選擇最優(yōu)的供體細(xì)胞類型十分必要。迄今為止，已有多種類型的細(xì)胞被作為外泌體的供體細(xì)胞，如未成熟的樹突狀細(xì)胞因其特殊的膜表面蛋白組成使其具有抗炎特性[57]，但是由于未成熟的樹突細(xì)胞產(chǎn)生的外泌體量不能滿足需要，資源受到局限。又如骨髓間充質(zhì)干細(xì)胞（Mesenchymal stem cell，MSC）能產(chǎn)生大量外泌體[58]，在一些研究中被用作外泌體的供體細(xì)胞，然而由于MSC本身難以獲取，分離培養(yǎng)基鑒定的繁瑣，也限制了其作為藥物載體的進(jìn)一步開發(fā)。已有研究表明，腫瘤細(xì)胞來源外泌體的產(chǎn)生和釋放相比較于正常的細(xì)胞顯著升高，并帶有宿主細(xì)胞獨(dú)特的性質(zhì)，被越來越多的用于靶向載藥系統(tǒng)的研究，實(shí)現(xiàn)對小分子化合物的包載和運(yùn)輸。如有研究獲取前列腺癌細(xì)胞PC-3和LNCaP的外泌體和胞外囊泡包載經(jīng)典抗癌藥物紫杉醇能提高其抗腫瘤的療效，將多柔吡星（Doxorubicin，DOX）負(fù)載到外泌體上，與同劑量游離的藥物相比，能夠顯著抑制腫瘤的生長，且其抑制作用較傳統(tǒng)的多柔吡星脂質(zhì)體更強(qiáng)[59]。盡管目前專門針對腫瘤轉(zhuǎn)移的外泌體藥物載體研究非常少，但已有研究發(fā)現(xiàn)，采用外泌體包載siRNA，shKrasG12D，能夠在抑制胰腺癌增殖的同時(shí)，抑制胰腺癌的肺轉(zhuǎn)移[60]。這些研究讓外泌體成為抗腫瘤轉(zhuǎn)移藥物載體有了更扎實(shí)的理論依據(jù)。

外泌體作為藥物載體在自然條件下于細(xì)胞水平是可進(jìn)行工程改造的，例如為了使得外泌體作為藥物載體能夠更加精準(zhǔn)的到達(dá)靶器官，被靶細(xì)胞攝取，發(fā)揮更好的抗腫瘤轉(zhuǎn)移潛力，已有多項(xiàng)研究和手段對外泌體進(jìn)行功能性的修飾。例如，Nakase和Futaki[61]課題組使用靜電相互作用將陽離子脂質(zhì)結(jié)合到外泌體的膜表面，因此這種帶有強(qiáng)陽離子電荷的外泌體載體則更容易與受體細(xì)胞結(jié)合并被其攝取。又如，利用分子生物學(xué)手段使供體細(xì)胞高表達(dá)EGFR配體小肽GE11，進(jìn)一步分離得到帶有GE11的外泌體，這種外泌體對于腫瘤部位則具有更強(qiáng)的靶向性[62]。

雖然，外泌體可以作為基因與藥物的載體，但是仍舊存在一些問題限制其應(yīng)用。首先，外泌體的分離提純比較困難，傳統(tǒng)的離心與超速離心相結(jié)合的辦法既費(fèi)時(shí)又費(fèi)力，尤其是利用蔗糖密度進(jìn)行提純比較難以實(shí)現(xiàn)。利用抗體的方法進(jìn)行分離，雖然得到的外泌體相對純凈，但是抗體在進(jìn)入動物體內(nèi)時(shí)容易引起免疫反應(yīng)，從而限制了此方法的應(yīng)用。其次，體外來源外泌體可能存在危險(xiǎn)性。雖然外泌體已經(jīng)正式可以作為基因與藥物載體，但是目前已知的研究文獻(xiàn)中都是從樹突細(xì)胞或者腫瘤細(xì)胞培養(yǎng)液中提取外泌體作為載體，細(xì)胞培養(yǎng)往往要經(jīng)歷幾代甚至幾十代的培養(yǎng)，培養(yǎng)過程中細(xì)胞可能產(chǎn)生于生物體內(nèi)細(xì)胞不同的生理變化，從而使外泌體進(jìn)入體內(nèi)后表現(xiàn)出與體內(nèi)外泌體不同的特性。盡管如此，有研究給特定的腫瘤細(xì)胞來源的外泌體作為藥物載體走向臨床增添了信心，該項(xiàng)研究制備裝載順鉑的A549來源的含藥微泡，將這種載藥細(xì)胞外囊泡輸入3名晚期肺癌病人體內(nèi)，經(jīng)過7天的治療，能夠有效降低惡性積液中腫瘤細(xì)胞的數(shù)目，惡性積液的顏色和濁度等指標(biāo)得到改善，呈現(xiàn)出逆轉(zhuǎn)耐藥的抗癌效果[63-64]。因此，特定腫瘤細(xì)胞來源的外泌體作為藥物載體以其獨(dú)特的優(yōu)勢仍具有走向臨床的巨大前景。

3 結(jié)語與展望

綜上，外泌體作為胞間通訊的重要工具在細(xì)胞間進(jìn)行物質(zhì)轉(zhuǎn)運(yùn)和信息交換的功能已得到廣泛的認(rèn)知，在過去5年里，對外泌體的研究已經(jīng)取得了卓越的進(jìn)展。而在腫瘤的發(fā)生發(fā)展過程中，尤其是復(fù)雜多環(huán)節(jié)缺乏有效治療手段的轉(zhuǎn)移過程中，外泌體都能從多個(gè)方面參與了腫瘤轉(zhuǎn)移的形成，此外，因外泌體獨(dú)特的膜結(jié)構(gòu)和載體特性，使外泌體成為治療腫瘤轉(zhuǎn)移潛在工具，因此，靶向外泌體是治療腫瘤轉(zhuǎn)移的發(fā)展方向和研究熱點(diǎn)。盡管如此，仍然有很多問題阻礙了靶向外泌體治療腫瘤轉(zhuǎn)移的迅速發(fā)展和臨床轉(zhuǎn)化。例如，迄今為止尚未發(fā)現(xiàn)外泌體的生成、釋放和內(nèi)化過程在生理和病理?xiàng)l件下的區(qū)別，單純的抑制外泌體的生成勢必對機(jī)體正常生理功能造成損傷。作為藥物載體，外泌體的靶向性仍然飽受爭議，還有其應(yīng)用于臨床之前還存在諸多挑戰(zhàn)，包括外泌體的富集、純化及對藥物的包載效率及安全性等等，還需要研究者通過大量的臨床前實(shí)驗(yàn)研究進(jìn)一步規(guī)范化和提升。另外，鑒于外泌體的種種優(yōu)勢和特質(zhì)，整合中藥在抗腫瘤轉(zhuǎn)移方面的有效性，并將兩者有機(jī)結(jié)合，將可為中藥抗腫瘤藥物的研發(fā)以及中藥納米載藥系統(tǒng)在抗腫瘤轉(zhuǎn)移應(yīng)用提供新的研究策略和方案，但此類研究工作必將任重而道遠(yuǎn)。

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