微泡在惡性腫瘤轉(zhuǎn)移中的研究進(jìn)展

王婉婉，宋景雙，李佳樂(lè)，孫達(dá)欣

桂林醫(yī)學(xué)院附屬醫(yī)院乳腺甲狀腺外科，廣西壯族自治區(qū) 桂林 541000

惡性腫瘤的發(fā)病率逐年增高，遠(yuǎn)處轉(zhuǎn)移是威脅惡性腫瘤患者生存及預(yù)后的重要因素。微泡在惡性腫瘤轉(zhuǎn)移中意義重大，探索微泡在惡性腫瘤中的轉(zhuǎn)移途徑及分子機(jī)制，是抗腫瘤治療的基石。本文對(duì)微泡促進(jìn)惡性腫瘤轉(zhuǎn)移的研究進(jìn)展進(jìn)行綜述。

1 微泡的生物學(xué)特性和特異性標(biāo)志物

腫瘤細(xì)胞可以產(chǎn)生多種細(xì)胞外囊泡，根據(jù)其生物學(xué)特性、物理學(xué)特性和功能特點(diǎn)等，可以將細(xì)胞外囊泡分為外泌體（直徑50～100 nm）和微泡（直徑100～1000 nm）兩種主要類(lèi)型[1-2]。細(xì)胞膜向外萌發(fā)和分裂膜泡可產(chǎn)生微泡，微泡廣泛存在于外周血、尿液和腹腔積液等各種體液中，其功能和組成成分取決于微泡的起源細(xì)胞[3]，微泡中存在的致癌基因、生長(zhǎng)因子受體、內(nèi)切蛋白受體、組織相容性抗原復(fù)合體Ⅰ類(lèi)分子、蛋白酶、細(xì)胞因子等多種分子，可通過(guò)促進(jìn)蛋白質(zhì)、RNA和微小RNA（microRNA，miRNA）等生物活性分子的轉(zhuǎn)移，引起受體細(xì)胞表型和功能的變化，在腫瘤侵襲、轉(zhuǎn)移、炎癥、凝血和干細(xì)胞更新和擴(kuò)展中發(fā)揮重要作用[4-5]。微泡表面可攜帶特定的標(biāo)志物——細(xì)胞外基質(zhì)金屬蛋白酶誘導(dǎo)物（extracellular matrix metalloproteinase inducer，EMMPRIN）CD147。CD147是一種糖基化跨膜蛋白，由兩個(gè)免疫球蛋白結(jié)構(gòu)域組成，可刺激腫瘤相關(guān)成纖維細(xì)胞產(chǎn)生基質(zhì)金屬蛋白酶（matrix metalloproteinase，MMP）[1-2]。Aoki等[6]的研究結(jié)果顯示，肉瘤細(xì)胞來(lái)源的微泡可釋放CD147，從而激活遠(yuǎn)離腫瘤細(xì)胞的某些位點(diǎn)處的成纖維細(xì)胞產(chǎn)生MMP，MMP可降解細(xì)胞外基質(zhì)并破壞基底膜，促進(jìn)惡性腫瘤細(xì)胞的增殖和擴(kuò)散，在腫瘤細(xì)胞的侵襲和轉(zhuǎn)移中發(fā)揮重要作用[1,6]。微泡可作為生物信號(hào)分子CD147的載體，并可能通過(guò)上調(diào)MMP的表達(dá)，促進(jìn)腫瘤細(xì)胞的侵襲和轉(zhuǎn)移。

微泡可作為各種蛋白的載體，部分蛋白可以特異性地存在于微泡表面，Menck等[1]的研究表明，EMMPRIN可以以高度糖基化形式作為微泡的標(biāo)志物，激活腫瘤細(xì)胞p38/促分裂原活化的蛋白激酶（mitogen-activated protein kinase，MAPK）信號(hào)通路，而腫瘤來(lái)源的微泡可通過(guò)高度糖基化的EMMPRIN直接促進(jìn)腫瘤細(xì)胞的侵襲和轉(zhuǎn)移。Zhang等[7]的研究顯示，攜帶CD147的原發(fā)性肝癌細(xì)胞來(lái)源的微泡孵育后，可促進(jìn)成纖維細(xì)胞產(chǎn)生基質(zhì)金屬蛋白酶2（matrix metalloproteinase 2，MMP2）[6,8]。表明CD147可能是一種新型的特異性腫瘤標(biāo)志物，有助于早期評(píng)估惡性腫瘤患者的預(yù)后，從而調(diào)整治療方案，提高患者的生活質(zhì)量。

2 微泡促進(jìn)腫瘤轉(zhuǎn)移的機(jī)制

微泡可攜帶腫瘤轉(zhuǎn)移信號(hào)分子，從而促進(jìn)惡性腫瘤細(xì)胞的侵襲和轉(zhuǎn)移。研究表明，微泡在晚期肺癌、卵巢癌和前列腺癌患者血清中的表達(dá)水平高于健康人群[9]，其可通過(guò)細(xì)胞內(nèi)信號(hào)傳導(dǎo)，將蛋白質(zhì)、信使RNA（messenger RNA，mRNA）和干擾小RNA（small interfering RNA，siRNA）轉(zhuǎn)運(yùn)至細(xì)胞內(nèi)，從而影響鄰近的腫瘤細(xì)胞。Zhao等[10]的研究結(jié)果顯示，黑色素瘤來(lái)源的微泡孵育后，成纖維細(xì)胞可通過(guò)胞外信號(hào)調(diào)節(jié)激酶1（extracellular signalregulated kinase 1，ERK1）/胞外信號(hào)調(diào)節(jié)激酶2（extracellular signal-regulated kinase 2，ERK2）激活依賴(lài)性的方式，上調(diào)血管細(xì)胞黏附分子-1（vascular cell adhesion molecule-1，VCAM-1）的表達(dá)；而高轉(zhuǎn)移性黑色素瘤細(xì)胞來(lái)源的微泡，可進(jìn)一步增強(qiáng)這種效果。微泡可通過(guò)激活成纖維細(xì)胞，上調(diào)VCAM-1的表達(dá)，促進(jìn)高度轉(zhuǎn)移性黑色素瘤細(xì)胞與成纖維細(xì)胞結(jié)合，提高黑色素腫瘤細(xì)胞的侵襲能力，表明微泡可通過(guò)生物學(xué)信號(hào)促進(jìn)腫瘤轉(zhuǎn)移。Muralidharan-Chari等[5]的研究結(jié)果表明，高轉(zhuǎn)移性小鼠黑素瘤B16細(xì)胞自發(fā)脫落的細(xì)胞膜衍生的微泡，與弱轉(zhuǎn)移性小鼠黑素瘤B16細(xì)胞融合時(shí)，可激活弱轉(zhuǎn)移性小鼠黑素瘤B16細(xì)胞，并將其轉(zhuǎn)移至肺部；此外，微泡還可將僅表達(dá)于侵襲性膠質(zhì)瘤細(xì)胞的表皮生長(zhǎng)因子受體Ⅲ（epidermal growth factor receptorⅢ，EGFRvⅢ）轉(zhuǎn)移至非侵襲性腫瘤細(xì)胞，導(dǎo)致受體細(xì)胞表現(xiàn)出MAPK和蛋白激酶B（protein kinase B，PKB，又稱(chēng)AKT）兩種活化信號(hào)通路，EGFRvⅢ還可通過(guò)上調(diào)血管內(nèi)皮生長(zhǎng)因子（vascular endothelial growth factor，VEGF）、抗凋亡蛋白等的表達(dá)，使受體細(xì)胞發(fā)生形態(tài)轉(zhuǎn)變，并促進(jìn)膠質(zhì)瘤細(xì)胞的轉(zhuǎn)移。研究顯示，微泡可抑制急性髓細(xì)胞性白血病患者自然殺傷細(xì)胞的活性，并可增強(qiáng)慢性淋巴細(xì)胞白血病患者對(duì)化療的耐藥性[11]。由此可見(jiàn)，微泡可通過(guò)多種生物分子促進(jìn)多種惡性腫瘤細(xì)胞的轉(zhuǎn)移，未來(lái)有可能成為惡性腫瘤的常規(guī)檢測(cè)項(xiàng)目，從而提高惡性腫瘤患者的早期診斷率。

2.1 微泡促進(jìn)腫瘤血管生成

腫瘤血管生成是惡性腫瘤發(fā)生發(fā)展過(guò)程中的重要機(jī)制。一方面，微泡可通過(guò)促進(jìn)腫瘤血管生成來(lái)促進(jìn)惡性腫瘤細(xì)胞的侵襲和轉(zhuǎn)移。Treps等[12]研究顯示，膠質(zhì)母細(xì)胞瘤釋放的攜帶生物分子的微泡，可促進(jìn)腫瘤血管生成并增加血管通透性。Szubert等[13]研究表明，微泡可作為媒介和載體攜帶CD147，促進(jìn)VEGF的分泌，從而促進(jìn)卵巢癌的血管生成。另一方面，微泡可通過(guò)攜帶遺傳物質(zhì)促進(jìn)腫瘤血管生成過(guò)程。研究表明，內(nèi)皮祖細(xì)胞來(lái)源的微泡可通過(guò)運(yùn)送磷脂酰肌醇3-羥激酶（phosphatidylinositol 3-hydroxy kinase，PI3K）/AKT信號(hào)通路相關(guān)的mRNA，激活腫瘤血管生成過(guò)程[14]，此外，血小板來(lái)源的微泡還可通過(guò)激活有絲分裂蛋白激酶途徑，促進(jìn)惡性腫瘤的血管生成[15]。研究顯示，體外毛細(xì)血管生成和體內(nèi)血管生成機(jī)制表明，單核細(xì)胞來(lái)源的微泡具有很強(qiáng)的親血管增生活性，該種來(lái)源的微泡的分泌物可以促進(jìn)腫瘤血管生成[16]。

2.2 血小板來(lái)源的微泡

Liang等[17]的研究顯示，與正常細(xì)胞相比，肺癌A549細(xì)胞和血小板來(lái)源的微泡孵育后，miRNA-223可被快速轉(zhuǎn)移至肺癌A549細(xì)胞中，使血小板miRNA-223可以抑制抑癌基因EPB41L3的表達(dá)，促進(jìn)A549細(xì)胞侵襲和轉(zhuǎn)移。表明血小板來(lái)源的微泡可以作為介質(zhì)，抑制抑癌基因的表達(dá)，從而促進(jìn)肺癌的進(jìn)展。在肺癌A549細(xì)胞中，血小板來(lái)源的微泡可以上調(diào)細(xì)胞周期蛋白D2的表達(dá)，促進(jìn)肺癌細(xì)胞增殖[17-18]。Janowska-Wieczorek等[18]的研究發(fā)現(xiàn)，血小板來(lái)源的微泡可通過(guò)上調(diào)基質(zhì)金屬蛋白酶 9（matrix metalloproteinase 9，MMP9）、VEGF 等血管生成因子的表達(dá)，上調(diào)mRNA的表達(dá)；血小板來(lái)源的微泡還可通過(guò)促進(jìn)纖維蛋白原和人臍靜脈內(nèi)皮細(xì)胞的黏附，將CD41轉(zhuǎn)移至多種肺癌細(xì)胞內(nèi)，從而促進(jìn)有絲分裂蛋白激酶p42/p44激活和絲氨酸/蘇氨酸激酶的磷酸化，上調(diào)膜型基質(zhì)金屬蛋白酶-1（membrane type 1-matrix metalloproteinase，MT1-MMP）的表達(dá)，從而促進(jìn)肺癌細(xì)胞的增殖；此外，血小板來(lái)源的微泡還可提高侵入性乳腺癌細(xì)胞的體外侵襲能力，促進(jìn)乳腺癌的進(jìn)展。研究顯示，血小板來(lái)源的微泡可以將CD41轉(zhuǎn)移至乳腺癌細(xì)胞表面，提高腫瘤細(xì)胞對(duì)內(nèi)皮細(xì)胞的黏附能力，促進(jìn)有絲分裂蛋白激酶和AKT信號(hào)通路的磷酸化，促進(jìn)侵入性乳腺癌MDA-MB-231和BT-549細(xì)胞產(chǎn)生MMP，從而促進(jìn)乳腺癌細(xì)胞侵襲基底膜及基質(zhì)[19]。由此可見(jiàn)，微泡定量和定性的變化可能對(duì)血液學(xué)惡性腫瘤的診斷、預(yù)后和疾病監(jiān)測(cè)有重要價(jià)值。

2.3 微泡創(chuàng)建腫瘤微環(huán)境

微泡在細(xì)胞與細(xì)胞間的通信中可以發(fā)揮廣泛的生物功能，腫瘤細(xì)胞與腫瘤基質(zhì)相互作用可改變微環(huán)境，促進(jìn)腫瘤進(jìn)展。Muralidharan-Chari等[5]研究表明，侵襲性前列腺癌PC3細(xì)胞系釋放的微泡，可促進(jìn)胞外信號(hào)調(diào)節(jié)激酶（extracellular signalregulated kinase，ERK）的磷酸化，上調(diào)MMP9的表達(dá)，提高細(xì)胞的增殖能力和微環(huán)境中成纖維細(xì)胞的抗凋亡性；而活化的成纖維細(xì)胞來(lái)源的微泡，可促進(jìn)前列腺癌PC3細(xì)胞的侵襲和轉(zhuǎn)移，進(jìn)一步表明前列腺癌來(lái)源的微泡可以激活腫瘤微環(huán)境中的基質(zhì)細(xì)胞。肺癌細(xì)胞來(lái)源的微泡也可激活和吸引間質(zhì)纖維母細(xì)胞和內(nèi)皮細(xì)胞，促進(jìn)腫瘤細(xì)胞生長(zhǎng)。成纖維細(xì)胞是腫瘤基質(zhì)的主要成分，腫瘤來(lái)源的微泡對(duì)促進(jìn)成纖維細(xì)胞的侵襲和轉(zhuǎn)移有重要意義，而活化的成纖維細(xì)胞也可以通過(guò)釋放微泡來(lái)促進(jìn)腫瘤細(xì)胞的遷移和侵襲，成纖維細(xì)胞可通過(guò)對(duì)腫瘤細(xì)胞的調(diào)控，參與腫瘤的發(fā)生發(fā)展過(guò)程，其生長(zhǎng)因子、趨化因子和細(xì)胞外基質(zhì)也可促進(jìn)腫瘤血管生成[5,20-21]。腫瘤來(lái)源的微泡存在于血漿和血清等體液中，因此，對(duì)微泡蛋白的分析可有助于識(shí)別某些生物標(biāo)志物從而有助于早期診斷腫瘤[3]。

3 小結(jié)與展望

微泡作為一種特殊的細(xì)胞外囊泡，廣泛存在于各種體液中，微泡攜帶著大量的生物學(xué)信息，且其獲取方式基本無(wú)創(chuàng)傷性，在臨床腫瘤生物標(biāo)志物的檢測(cè)中具有廣闊的應(yīng)用前景。正常細(xì)胞和惡性腫瘤細(xì)胞均可以產(chǎn)生微泡，但產(chǎn)生的微泡的數(shù)量和性質(zhì)不同，其攜帶的生物標(biāo)志物也不相同。早發(fā)現(xiàn)、早診斷、早治療是惡性腫瘤患者預(yù)后良好的前提，微泡因具有磷脂雙分子層結(jié)構(gòu)，能夠與靶細(xì)胞膜融合，從而將抗腫瘤藥物轉(zhuǎn)運(yùn)至細(xì)胞內(nèi)，因此，擁有靶向特性的微泡，可能會(huì)作為靶向藥物抗腫瘤治療的良好載體。

局部侵襲和遠(yuǎn)處轉(zhuǎn)移是惡性腫瘤患者預(yù)后不良的重要因素，微泡可以作為載體攜帶促進(jìn)惡性腫瘤細(xì)胞侵襲和轉(zhuǎn)移的生物學(xué)信號(hào)或生物分子，從而促進(jìn)惡性腫瘤的轉(zhuǎn)移，可能作為預(yù)測(cè)惡性腫瘤患者預(yù)后的生物標(biāo)志物。此外，微泡還可以促進(jìn)腫瘤血管生成，而血管生成是腫瘤轉(zhuǎn)移的重要條件。因血小板來(lái)源的微泡在腫瘤轉(zhuǎn)移中具有獨(dú)特的作用，可能作為特異性腫瘤標(biāo)志物在血液相關(guān)惡性腫瘤的診斷和治療中發(fā)揮重要作用，但目前關(guān)于這方面的研究仍較少。也有部分學(xué)者提出，減少微泡的數(shù)量可促進(jìn)惡性腫瘤的轉(zhuǎn)移，但尚需進(jìn)一步的研究進(jìn)行驗(yàn)證，目前，關(guān)于微泡促進(jìn)惡性腫瘤轉(zhuǎn)移機(jī)制的研究仍不充分，將在未來(lái)的研究中繼續(xù)進(jìn)行。