外泌體在前列腺癌診療中的研究進(jìn)展

崔凌煦 紅華 劉倩

前列腺癌(prostate cancer, PCa)是一種較普遍的泌尿系統(tǒng)腫瘤，其發(fā)病率在世界范圍內(nèi)不斷增加[1]。同樣，中國的PCa患者數(shù)量也逐年上升。PCa的早期篩查主要依賴直腸指診和PSA檢測[2]，然而，直腸指診只能初步評估前列腺的基本情況，如大小、質(zhì)地等，缺乏準(zhǔn)確性。PSA也受良性前列腺增生、前列腺炎及尿路感染等影響,對PCa診斷的特異性較差。故PCa的診斷和治療急需準(zhǔn)確、特異、敏感且無創(chuàng)的生物標(biāo)志物。外泌體是細(xì)胞自發(fā)分泌的一種胞外囊泡，具有良好的穩(wěn)定性及低毒性等特點，在腫瘤的發(fā)生、發(fā)展及血管生成和免疫調(diào)控中發(fā)揮著重要作用[3]。本文分析和總結(jié)了外泌體在PCa診治中的研究進(jìn)展，現(xiàn)回顧如下。

一、外泌體及其作用機制

外泌體是具有雙層脂質(zhì)膜的小囊泡[4],主要成分有蛋白質(zhì)、脂肪和核酸[5]。其中蛋白質(zhì)參與膜轉(zhuǎn)運、合成、抗原表達(dá)以及腫瘤的形成和發(fā)展，脂質(zhì)參與維持外泌體的形態(tài)和信號轉(zhuǎn)導(dǎo)[6]，而外泌體中的核酸則包括mRNA、miRNA及LncRNA等?，F(xiàn)階段外泌體被認(rèn)為是細(xì)胞間交流的重要媒介，PCa細(xì)胞來源的外泌體可以在細(xì)胞間傳遞miRNA和蛋白質(zhì)等成分，調(diào)節(jié)腫瘤微環(huán)境、輔助免疫逃逸及促進(jìn)PCa細(xì)胞生長等，表明其在PCa診治方面可能有著重要意義。

外泌體不僅廣泛存在于各類細(xì)胞，如尿液、血液、腹水及精液等，還能與相鄰及遠(yuǎn)處細(xì)胞結(jié)合[7]。因此外泌體可將核酸、蛋白質(zhì)等傳遞給靶細(xì)胞，目前已有研究從以下方面探討了外泌體與靶細(xì)胞的作用機制[8-9]：當(dāng)外泌體膜蛋白或經(jīng)修飾的外膜蛋白與目標(biāo)細(xì)胞的膜蛋白結(jié)合時，可激活目標(biāo)細(xì)胞的信號通路。Hosseini-Beheshti等[10]研究外泌體在細(xì)胞旁分泌信號通路中的作用時發(fā)現(xiàn)，當(dāng)小鼠被注射來自DU145細(xì)胞的外泌體后，可引起腫瘤體積增大及血清PSA值增高。同時證實PCa來源的外泌體可減少LNCaP和rwpe1細(xì)胞凋亡，誘導(dǎo)細(xì)胞遷移，從而促進(jìn)癌癥的進(jìn)展；外泌體膜可直接與目標(biāo)細(xì)胞的膜結(jié)合，并對miRNAs、mRNAs和蛋白質(zhì)等的釋放沒有選擇性。Al Saleh等[11]研究表明，PCa細(xì)胞分泌的胞外囊泡可能參與促凝血組織因子和纖溶酶原激活物抑制劑-1的調(diào)節(jié)，這與腫瘤細(xì)胞的致癌、轉(zhuǎn)移特性有關(guān)；靶細(xì)胞將外泌體吞噬后，外泌體可重新被釋放或被溶酶體途徑降解。Zhao等[12]研究發(fā)現(xiàn)PCa細(xì)胞可內(nèi)吞來自與前列腺腫瘤相關(guān)成纖維細(xì)胞的外泌體(CAF-derived exosomes， CDEs)，CDEs通過氧化磷酸化和相關(guān)的代謝物來調(diào)節(jié)腫瘤細(xì)胞，從而使癌細(xì)胞中谷氨酰胺水平增加。

二、外泌體與PCa

1.外泌體參與PCa的發(fā)生、發(fā)展及轉(zhuǎn)移：PCa的發(fā)生、發(fā)展與腫瘤微環(huán)境存在著聯(lián)系。腫瘤微環(huán)境主要由腫瘤細(xì)胞、成纖維細(xì)胞和它們所產(chǎn)生的各種有效成分，以及血管、淋巴管、細(xì)胞外基質(zhì)等組成[13-14]。PCa源性外泌體能夠激活成纖維細(xì)胞，調(diào)節(jié)腫瘤微環(huán)境，降低PCa細(xì)胞凋亡和促進(jìn)血管生成、腫瘤細(xì)胞增殖，進(jìn)而影響PCa的進(jìn)展。外泌體可以觸發(fā)T細(xì)胞和巨噬細(xì)胞的凋亡或減少淋巴細(xì)胞上NKG2D受體的表達(dá)，使PCa細(xì)胞免受免疫系統(tǒng)捕獲，間接促進(jìn)腫瘤發(fā)生、發(fā)展[15]。Chowdhury等[16]認(rèn)為PCa細(xì)胞相關(guān)外泌體通過促進(jìn)間充質(zhì)干細(xì)胞高效分化為α-平滑肌動蛋白陽性的肌成纖維細(xì)胞，從而加速PCa細(xì)胞的生長。此外，Yu等[17]發(fā)現(xiàn)血清外泌體miR-92a-1-5p與PCa轉(zhuǎn)移灶之間存在密切關(guān)系。

2.外泌體在PCa診斷中的作用：外泌體具有獨特的囊泡結(jié)構(gòu)及雙層脂質(zhì)膜，使其囊泡內(nèi)核酸和腫瘤相關(guān)蛋白免遭外部酶的降解。故不少學(xué)者認(rèn)為外泌體有可能成為PCa的非侵入性生物標(biāo)志物。

外泌體RNA在PCa診斷中扮演著重要角色。已被證實有診斷意義的有miR-141、miR-375及miR-21[18]。Duca等[19]發(fā)現(xiàn)PCa患者的血清hsa-miR-101-3p含量明顯高于前列腺增生患者。尿液外泌體中的miR-151a-5p、miR-222-3p、miR-23b-3p、miR-204-5p、miR-331-3p、miR-196a-5p及miR-501-3p表達(dá)能更好地區(qū)分PCa組和健康對照組，對早期PCa預(yù)測有幫助[20-21]。有學(xué)者證實PCa及良性前列腺增生患者精液中外泌體miR-142-3p、miR-142-5p和miR-223-3p的分泌水平有明顯差異[22]。姚凱等[23]發(fā)現(xiàn)PCa骨轉(zhuǎn)移中血清外泌體miR-423-5p表達(dá)水平下降，其可能預(yù)測PCa骨轉(zhuǎn)移。侵襲性PCa中外泌體miR-1246、miR-766-3p和miR-302c-3p的含量明顯高于良性前列腺增生患者及正常人[24]。Gan等[25]通過提取PCa患者及健康男性尿液中外泌體RNA發(fā)現(xiàn)與健康男性相比，PCa患者尿液中外泌體ERG、PCA3、PSMA、CK19和EpCAM表達(dá)水平明顯增高。此外，ERG、ARV7和PSMA含量與PCa患者的Gleason評分密切相關(guān)。

外泌體的表面包含各種蛋白質(zhì)。膜結(jié)合蛋白A2、鈣調(diào)蛋白1、纖維蛋白C和葉酸水解酶1、前列腺癌抗原3在PCa的診斷中起著重要作用[26]。Wang等[27]研究證實尿液中Flotillin2和Rab3B在PCa患者中的表達(dá)水平明顯高于對照組。Li等[28]發(fā)現(xiàn)，PCa細(xì)胞的外泌體蛋白ephrinA2比PSA更具特異性，其在健康人群的含量顯著低于PCa患者。

外泌體脂質(zhì)的研究還處在起步階段。Brzozowski等[29]通過對正常前列腺、PCa和轉(zhuǎn)移性PCa三種細(xì)胞提取外泌體脂質(zhì)，發(fā)現(xiàn)三者中有186種脂質(zhì)成分存在差異，并認(rèn)為癌細(xì)胞、轉(zhuǎn)移細(xì)胞內(nèi)鞘磷脂、甘油磷脂及膽固醇的水平更高。Skotland等[30]發(fā)現(xiàn)尿液外泌體中磷脂酰絲氨酸(18∶1/18∶1)和乳糖?；窠?jīng)鞘氨醇(d18∶1/16∶0)有助于早期診斷PCa，這項研究是第一個證明尿液外泌體脂質(zhì)可能成為PCa生物標(biāo)志物的研究。

外泌體的內(nèi)容物miRNA、蛋白質(zhì)及脂質(zhì)對PCa的診斷有著不可替代的作用，尤其以miRNA為主。血清外泌體miRNA可以反映腫瘤微環(huán)境的變化及腫瘤細(xì)胞的生物學(xué)特性，對PCa患者無創(chuàng)診斷、預(yù)后判斷具有較好的應(yīng)用前景。外泌體在PCa診斷中的價值尚需進(jìn)一步深入研究。

3.外泌體在PCa治療及預(yù)后中的作用：利用外泌體的穩(wěn)定性、生物相容性、滲透性及低毒性等特點[31]，可將其作為潛在的藥物載體，用于PCa患者的治療及預(yù)后評估。Yang等[32]發(fā)現(xiàn)lncRNA-PCSEAT在PCa的早期治療中具有重要價值。外泌體miR-498通過抑制PTEN的表達(dá)來降低PCa細(xì)胞對放療的敏感性[33]。近期有文獻(xiàn)報道，miR-654-3p和miR-379-5p能預(yù)測 PCa患者的放射治療療效[34]。miR-1290、miR-375和miR-423-3p可用于判斷PCa患者的預(yù)后[35-36]。有學(xué)者認(rèn)為miR-888、ex-miR-1246與侵襲性PCa有關(guān)[37-38]。PCa細(xì)胞的外泌體hsa-miR-940可預(yù)測PCa 骨轉(zhuǎn)移[39]。Guo等[40]研發(fā)并驗證了一種新型尿液檢測方法，其可檢測人體尿液中的23種RNA，在預(yù)測PCa轉(zhuǎn)移方面具有較高準(zhǔn)確性。

外泌體由自身細(xì)胞分泌，不會引起排斥反應(yīng)，可利用這一優(yōu)勢制備腫瘤治療疫苗，為患者帶來便利。將藥物負(fù)載于外泌體來增加PCa細(xì)胞對放、化療的敏感性，改善治療效果，為研究PCa的抗藥性提供新方向。

4.外泌體在PCa耐藥中的影響：外泌體已被證實可以影響 PCa患者的抗藥性。外泌體miR-34作用于對多西他賽敏感的PCa細(xì)胞，并誘導(dǎo)癌細(xì)胞產(chǎn)生對多西他賽的耐藥性[41]。有學(xué)者猜測攜帶雄激素受體剪接變體7的外泌體也可能與阿比特龍和恩扎魯胺的耐藥性有關(guān)[42]。對紫杉醇耐藥的PCa細(xì)胞中能夠檢測出多達(dá)29種異常表達(dá)的外泌體miRNAs，其可能與PCa的抗藥性相關(guān)[43]。研究發(fā)現(xiàn)，外泌體miR-27a可提高PCa細(xì)胞對順鉑和阿霉素等化療藥物的耐藥性[44]。故可通過檢測PCa患者外泌體的表達(dá)水平，輔助臨床及時調(diào)整治療方案，保證精準(zhǔn)治療及遠(yuǎn)期療效。

三、總結(jié)與展望

外泌體被認(rèn)為是細(xì)胞間信息傳遞、腫瘤診治和預(yù)后評估標(biāo)志物的重要載體。外泌體通過信號途徑調(diào)節(jié)PCa細(xì)胞的微環(huán)境及生物學(xué)特性，從而參與腫瘤血管生成及免疫逃逸等過程，在PCa的形成與發(fā)展中影響重大。目前，外泌體在PCa方面的研究仍有不少問題需要解決。首先，急需一種有效的方法來純化、分離和識別外泌體。其次，外泌體存在于人體的大量細(xì)胞中，在心血管、風(fēng)濕性疾病及其他腫瘤中等同樣起著重要作用，其對PCa缺乏一定特異性。此外，需要在人體內(nèi)進(jìn)行廣泛的實驗研究，以利用外泌體運載藥物來治療PCa。相信隨著科學(xué)技術(shù)的進(jìn)步和研究的深入，外泌體在PCa診治中會具有更好的應(yīng)用前景，給PCa患者帶來新希望。