外泌體在鼻咽癌血管生成中的研究進(jìn)展*

董利琴 綜述，駱文龍 審校

(重慶醫(yī)科大學(xué)附屬第二醫(yī)院耳鼻咽喉頭頸外科 400010)

鼻咽癌是一種高度浸潤(rùn)性的頭頸部腫瘤，局部侵襲率及淋巴轉(zhuǎn)移率均較高，在初診已是晚期[1]，70%～90%的患者出現(xiàn)頸淋巴結(jié)轉(zhuǎn)移[2]。隨著治療方法的更新，鼻咽癌患者的5年生存率現(xiàn)已達(dá)到50%左右[3]。盡管如此，局部復(fù)發(fā)和遠(yuǎn)處轉(zhuǎn)移仍然是鼻咽癌患者死亡的主要原因，占治療失敗的70%以上[4]。

鼻咽癌的預(yù)后取決于轉(zhuǎn)移活性和局部擴(kuò)散[5]；血管生成作為腫瘤的生物學(xué)能力之一，能夠影響腫瘤發(fā)展，是腫瘤治療的重要靶點(diǎn)和重要的預(yù)后指標(biāo)之一。腫瘤的發(fā)展需要營(yíng)養(yǎng)和氧氣的供應(yīng)，以及代謝廢物和二氧化碳的清除；因此血管生成在腫瘤的增殖、復(fù)發(fā)或轉(zhuǎn)移中發(fā)揮了重要作用。本文嘗試就外泌體在鼻咽癌血管生成、遠(yuǎn)處轉(zhuǎn)移中的研究進(jìn)展做一綜述。

1 外泌體簡(jiǎn)介

外泌體是一種含有遺傳物質(zhì)和信號(hào)分子的分泌型細(xì)胞外納米囊泡，真核細(xì)胞產(chǎn)生和分泌的細(xì)胞外載體，參與細(xì)胞間通訊的生物化合物傳遞系統(tǒng)，可以由多種細(xì)胞分泌、大小在30～150 nm的內(nèi)吞性小泡，能夠在細(xì)胞之間傳遞蛋白質(zhì)、mRNA和miRNAs，被認(rèn)為是細(xì)胞間通訊的關(guān)鍵介質(zhì)[6]。

幾乎所有的體液，如血液、尿液、胸膜腔積液、唾液，都可輕易獲得外泌體[4，7]。它們含有大量的生物活性成分，如miRNA、mRNA、蛋白質(zhì)、脂質(zhì)等，并可以被外泌體所保護(hù)不受破壞，在生理和病理?xiàng)l件下也具有多種生物活性功能；腫瘤來源的外泌體由非編碼RNA(ncRNAs)組成，包括lncRNAs、circRNAs和miRNAs，被認(rèn)為是細(xì)胞外細(xì)胞器，是一種新的非侵入性腫瘤診斷生物標(biāo)志物，在重塑腫瘤微環(huán)境特別是在腫瘤的血管生成和轉(zhuǎn)移中發(fā)揮作用[7]。外泌體已被證明在腫瘤發(fā)生過程中可促進(jìn)腫瘤血管生成和轉(zhuǎn)移[8]。通過刺激新生血管生成、激活間充質(zhì)基質(zhì)細(xì)胞和重塑細(xì)胞外基質(zhì)，它們有助于形成轉(zhuǎn)移前生態(tài)位，并在遠(yuǎn)處轉(zhuǎn)移部位建立合適的微環(huán)境[9-10]。

2 外泌體發(fā)揮作用的主要機(jī)制及功能

外泌體與靶細(xì)胞表面受體之間直接相互作用；切割外泌體上的表面受體，隨后受體片段與靶細(xì)胞上的受體直接相互作用；將外泌體膜與靶細(xì)胞的質(zhì)膜融合，同時(shí)將外泌體承載的信息物質(zhì)釋放到細(xì)胞質(zhì)中，通過吞噬作用使整個(gè)外泌體內(nèi)在化[11]。

近年來，許多研究探討了外泌體在腫瘤微環(huán)境中腫瘤細(xì)胞與其他細(xì)胞之間的細(xì)胞間通訊和物質(zhì)交換中的作用，它將腫瘤細(xì)胞的遺傳和分子信息傳遞給位于近或遠(yuǎn)位點(diǎn)的其他細(xì)胞，并改變其功能特性和表型[12]。從而誘導(dǎo)腫瘤的侵略、免疫逃逸、血管生成和耐藥性等生物學(xué)行為[13]。越來越多的證據(jù)表明，外泌體通過促進(jìn)血管生成和ECM降解，在促進(jìn)腫瘤轉(zhuǎn)移中起著關(guān)鍵作用[14]。

許多有關(guān)腫瘤來源的外泌體對(duì)血管生成的影響的研究提示：腫瘤來源的外泌體可參與腫瘤微環(huán)境重構(gòu)，釋放細(xì)胞因子等生物活性成分作用于內(nèi)皮細(xì)胞表面受體，導(dǎo)致血管生成，促進(jìn)腫瘤轉(zhuǎn)移[15]。WANG等[16]對(duì)膠質(zhì)瘤干細(xì)胞外泌體miR-26的研究中提示：外泌體miRNA-26可通過靶向抑制同源性磷酸酶張力蛋白(PTEN)來激活PI3K/AKT信號(hào)通路，促進(jìn)膠質(zhì)瘤微血管生成，表明外泌體miRNA對(duì)血管生成的調(diào)控可能參與腫瘤的轉(zhuǎn)移。

相反地，這在心血管疾病中卻是一個(gè)優(yōu)勢(shì)，QU等[17]的研究顯示：人臍帶間充質(zhì)干細(xì)胞來源的外泌體刺激細(xì)胞增殖和遷移活動(dòng)，在內(nèi)膜增生和內(nèi)皮功能恢復(fù)中發(fā)揮重要作用，從而增加靜脈移植成功率。多種細(xì)胞來源的外泌體miRNA對(duì)血管生成的調(diào)控可能是治療心血管疾病的一種潛在的重要手段。一些研究表明，來自腫瘤細(xì)胞的外泌體在免疫調(diào)節(jié)中也起到重要作用，并可以使巨噬細(xì)胞極化，增加鱗狀細(xì)胞癌腫瘤細(xì)胞對(duì)輻射的敏感性[18]。

3 外泌體與鼻咽癌血管生成

3.1 血管生成對(duì)鼻咽癌的意義

血管生成是由原有微血管通過生芽、遷移、增殖并存活而形成新血管腔的過程。同時(shí)血管生成受生長(zhǎng)因子和信號(hào)通路嚴(yán)格調(diào)控，依賴于促血管生成因子和抗血管生成因子之間的平衡。腫瘤新生血管為腫瘤提供營(yíng)養(yǎng)和氧氣，維持腫瘤增殖、局部侵襲及遠(yuǎn)處轉(zhuǎn)移所需的能量,是腫瘤的惡性生物學(xué)能力之一。鼻咽癌作為轉(zhuǎn)移能力較強(qiáng)的惡性腫瘤，探討其血管生成所涉及的機(jī)制意義重大。

EB病毒感染在鼻咽癌的發(fā)生、發(fā)展中有重要作用[19-22]。研究結(jié)果表明，外泌體在EB病毒相關(guān)癌癥中具有顯著的致瘤作用；可以通過重塑腫瘤微環(huán)境而促進(jìn)腫瘤的進(jìn)一步發(fā)生和擴(kuò)散[19-22]。目前從鼻咽癌患者的血清中已分離出各種外泌體，如EB病毒相關(guān)外泌體和純鼻咽癌細(xì)胞衍生的外泌體。這些不同的外泌體在鼻咽癌血管生成、細(xì)胞增殖、細(xì)胞與細(xì)胞之間的通信，均起到一定的作用。

3.2 外泌體對(duì)鼻咽癌血管生成的調(diào)控

有研究結(jié)果表明，血管生成可被外泌體miRNA所調(diào)控[16,23]。來源于腫瘤細(xì)胞的miRNA外泌體可以與內(nèi)皮細(xì)胞相互作用，從而刺激內(nèi)皮細(xì)胞增殖、遷移和形成管狀。EB病毒編碼的潛伏膜蛋白-1(LMP-1)通過外泌體轉(zhuǎn)移促進(jìn)腫瘤發(fā)展[24]。來自EB病毒感染的鼻咽癌(NPC)細(xì)胞源性的外泌體包含缺氧誘導(dǎo)因子-1α(HIF-1α)和LMP-1，它們均有助于鼻咽癌腫瘤的發(fā)展[2,25]，可能與激活ERK和AKT信號(hào)通路，增強(qiáng)血管生長(zhǎng)相關(guān)[26]。另有文獻(xiàn)表示，LMP-1還可以刺激促侵襲性成纖維細(xì)胞生長(zhǎng)因子-2的分泌，從而促進(jìn)鼻咽癌細(xì)胞的侵襲[27-28]。血漿LMP-1來源的外泌體可能是早期鼻咽癌診斷的潛在生物標(biāo)志物[29]。

鼻咽癌相關(guān)外泌體攜帶的信號(hào)分子可能包括刺激血管生成的血管生成素和血管內(nèi)皮生長(zhǎng)因子(VEGF)以及促進(jìn)細(xì)胞分裂和腫瘤生長(zhǎng)的細(xì)胞因子和生長(zhǎng)因子[27]。BAO等[30]的研究顯示：鼻咽癌來源的外泌體miRNA-23a在體外和體內(nèi)都促進(jìn)了血管生成，腫瘤的發(fā)生、增殖、轉(zhuǎn)移等都需要新生血管提供營(yíng)養(yǎng)；而外泌體在腫瘤影響血管內(nèi)皮細(xì)胞形成的過程中發(fā)揮了重要作用[12]。有研究提示，耐藥的人微血管內(nèi)皮細(xì)胞(HMECs)分泌的外泌體可促進(jìn)鼻咽癌細(xì)胞的增殖、遷移，甚至耐藥[31]。

鼻咽癌細(xì)胞分泌的外泌體miRNA-17-5p通過靶向結(jié)合骨形態(tài)發(fā)生蛋白和其激活素膜結(jié)合抑制劑(BAMBI)，并調(diào)控AKT/VEGF-A信號(hào)通路從而促進(jìn)血管生成，抑制miR-17-5p也可減少鼻咽癌血管生成[3]。YOU等[14]研究還發(fā)現(xiàn)，鼻咽癌患者血漿中的外泌體對(duì)人臍靜脈內(nèi)皮細(xì)胞(HUVECs)的成管能力有顯著的促進(jìn)作用；基質(zhì)金屬蛋白酶-13(MMP-13)外泌體在鼻咽癌中可促進(jìn)腫瘤細(xì)胞與間質(zhì)細(xì)胞之間的交流，支持轉(zhuǎn)移級(jí)聯(lián)，促進(jìn)血管生成。當(dāng)新血管形成時(shí)，腫瘤可以局部浸潤(rùn)并發(fā)生遠(yuǎn)處轉(zhuǎn)移到其他器官。

4 小 結(jié)

綜上所述，作為腫瘤微環(huán)境的重要組成部分和重要信號(hào)分子的載體，外泌體在細(xì)胞間物質(zhì)轉(zhuǎn)移和信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)中起著至關(guān)重要的作用，參與了鼻咽癌的發(fā)生和發(fā)展；鼻咽癌來源的外泌體通過參與細(xì)胞間的通訊，使新生血管生成從而促進(jìn)腫瘤浸潤(rùn)、轉(zhuǎn)移，甚至與鼻咽癌細(xì)胞凋亡、放化療抵抗、免疫應(yīng)答等相關(guān)，有望成為鼻咽癌診斷或預(yù)后的生物標(biāo)記物。雖然最近幾年對(duì)外泌體的研究取得一定進(jìn)展，但是對(duì)外泌體分類、追溯來源，甚至其發(fā)揮作用的具體分子機(jī)制仍有待明確。闡明其功能和臨床意義，可以為開發(fā)新的、有效的抑制血管生成藥物開辟新的途徑，最終將為鼻咽癌的臨床管理做出貢獻(xiàn)。