外泌體在非小細胞肺癌中的研究進展

劉學文，丁于海，盧燕軍，劉華峰

（贛州市人民醫(yī)院，江西 贛州 341000）

1 外泌體概述

外泌體（Exosome）是大多數(shù)細胞分泌的一種微小膜泡，它擁有脂質(zhì)雙層膜結(jié)構，直徑大多在40～100 nm之間。1987年JOHNSTONE R M等［1］在培養(yǎng)網(wǎng)織紅細胞發(fā)育的過程中，從網(wǎng)織紅細胞培養(yǎng)基的上清液中分離、提純出這種囊泡物質(zhì)，被命名為外泌體（Exosome）。盡管外泌體在20世紀80年代就被研究者發(fā)現(xiàn)，但當時人們以為它只是細胞的一種廢棄物。然而，近些年來發(fā)現(xiàn)這些微小膜泡含有豐富的細胞生物信息，包含有特異蛋白、脂質(zhì)和核酸（mRNA和非編碼RNA），這些蛋白質(zhì)和核酸能夠作為信號分子傳輸?shù)狡渌毎瑥亩绊懞驼{(diào)控其他細胞的功能。

2 外泌體在非小細胞肺癌微環(huán)境中的作用

非小細胞肺癌的微環(huán)境是指非小細胞肺癌細胞所處的外部環(huán)境，在肺癌的發(fā)生、侵襲及轉(zhuǎn)移發(fā)揮著重要作用，許多因素都參與了其中的調(diào)控。外泌體含有豐富的RNA、蛋白質(zhì)和脂質(zhì)，這些物質(zhì)決定著外泌體的功能及性質(zhì)特性。外泌體內(nèi)的核酸主要有微小RNA（miRNA）、tRNA和長非編碼RNA（lncRNA）及小片段mRNA［2］。外泌體將其RNA轉(zhuǎn)移到受體細胞，miRNA可能被翻譯并表達成蛋白質(zhì)，而miRNAs可以調(diào)節(jié)宿主細胞中靶細胞的miRNA翻譯。此外，外泌體中的蛋白質(zhì)也能夠被轉(zhuǎn)運到受體細胞，發(fā)生一系列的細胞反應［3］。外泌體能夠通過轉(zhuǎn)移它們作為一種新的細胞間通信，通過外泌體的內(nèi)容物轉(zhuǎn)移到肺癌微環(huán)境中的靶細胞，從而達到調(diào)控非小細胞肺癌細胞的目的。

3 外泌體在非小細胞肺癌血管生成的作用

腫瘤血管的生長在腫瘤細胞的發(fā)展過程中發(fā)揮很重要的作用，腫瘤細胞的生長、侵襲及轉(zhuǎn)移需提供營養(yǎng)物質(zhì)和氧氣，腫瘤細胞為獲取營養(yǎng)及氧氣會調(diào)節(jié)血管發(fā)育，甚至形成新的血管。ZHUANG G L等［4］研究發(fā)現(xiàn)，來源于腫瘤細胞的MIR-9能通過微泡轉(zhuǎn)移到內(nèi)皮細胞中，MIR-9可以有效地降低細胞因子的抑制因子信號5（SOCS5）水平，并誘導其激活JAK-STAT通路，最終促成內(nèi)皮細胞的遷移和腫瘤血管的形成。含有EGFR突變的A549細胞分泌的外泌體可被共培養(yǎng)的內(nèi)皮細胞活化，并激活MAPK和AKT信號，激活后的MAPK和AKT信號能夠誘導內(nèi)皮細胞上的血管內(nèi)皮生長因子（VEGF）的表達，促使腫瘤血管生成［5］。肺癌細胞在缺氧環(huán)境中，其外泌體中mir-23a含量明顯增加，外泌體將mir-23a轉(zhuǎn)移到內(nèi)皮細胞內(nèi)；mir-23a可以抑制內(nèi)皮細胞的PHD1和PHD2表達，從而使內(nèi)皮細胞內(nèi)缺氧誘導因子1α（HIF-1α）的逐漸累積［6］。因此，肺癌細胞缺氧狀態(tài)下分泌的外泌體增加了內(nèi)皮細胞的通透性和癌細胞跨內(nèi)皮遷徙能力，增強了體內(nèi)的血管重構和腫瘤細胞的生長。

4 外泌體調(diào)節(jié)非小細胞肺癌細胞的生長

間充質(zhì)干細胞（MSCs）能夠活化與刺激A549細胞分泌的外泌體，其產(chǎn)生大量的IL-6、IL-8和MCP-1后，通過招募巨噬細胞促進腫瘤細胞的生長。進一步研究發(fā)現(xiàn)，A549細胞分泌的外泌體表面HSP70通過Toll樣受體2（TLR2）激活NF-κB信號，能夠誘導MSCs炎癥表達［7］。FABBRI M等［8］從A549細胞中分離出的外泌體研究發(fā)現(xiàn)，miR-21和miR-29a表達顯著上調(diào)。外泌體分泌的miR-21與miR-29a結(jié)合后可以激活周圍免疫細胞中的Toll樣受體（TLRs），促進腫瘤細胞的生長和轉(zhuǎn)移。血小板分泌的外泌體能夠?qū)⑻堑鞍注騜/Ⅲa（CD41）傳遞到肺癌細胞的表面，誘導MAPKp42/44、AKT的磷酸化及細胞周期蛋白D2在肺癌細胞中的表達，促進肺癌細胞增殖［9］。外泌體通過與靶細胞miRNA結(jié)合調(diào)節(jié)宿主免疫細胞的基因進行表達，同時激活宿主細胞的信號，從而調(diào)控肺癌細胞的生長、增殖。

5 外泌體與肺癌的轉(zhuǎn)移

肺癌患者原發(fā)灶的癌細胞通過血液擴散到遠處器官是引起患者死亡的主要原因之一。癌細胞發(fā)生遠處轉(zhuǎn)移過程不是隨機的，癌細胞會通過相關分子程序篩選，選擇特定的靶器官并轉(zhuǎn)移到合適的靶器官。這種由原發(fā)腫瘤脫落的癌細胞（形象地比喻為“種子”）尋找目的地的行為和目的器官所處的腫瘤微環(huán)境（被稱為“土壤”）互動。HOSHINO A等［10］的研究表明，種子在抵達目的器官前，它能通過外泌體的囊泡來影響“土壤”，為腫瘤轉(zhuǎn)移準備必要的條件，他們進一步研究還發(fā)現(xiàn)，不同器官分泌的外泌體，可以分泌不同的細胞黏附受體蛋白，我們稱之為細胞表面整合素（integrin）。不同類型的外泌體能夠識別不同配體器官上表面整合素，這種行為具有傾向性。例如，整合素α6β1和α6β4在肺轉(zhuǎn)移中起十分重要作用，在肝轉(zhuǎn)移時候αVβ5起重要作用［10］。路通等［11］研究發(fā)現(xiàn)，NSCLC患者外周血清外泌體中EGFR蛋白表達含量升高，同時也發(fā)現(xiàn)腫瘤組織中的EGFR mRNA表達含量升高，而且NSCLC患者血清中的外泌體能夠增強NCI-H1299細胞增殖、轉(zhuǎn)移的能力。

6 外泌體與EGFR-TKIs耐藥

LIU X Z等［12］研究發(fā)現(xiàn)，H1975脫落的外顯子能通過激活PI3K/AKT信號通路，使得體外、內(nèi)轉(zhuǎn)移吉非替尼對PC9的抗藥性。經(jīng)過RNA測序和RT-PCR研究證明，miR-3648和miR-522-3p是兩種差異表達最多的miRNAs，研究發(fā)現(xiàn)上調(diào)miR-522-3p可誘導PC9細胞對吉非替尼容易耐藥［12］。ZHANG Y等［13］研究發(fā)現(xiàn)，PC9GR細胞（吉非替尼耐藥）miR-214的表達水平高于PC9細胞（吉非替尼敏感）。通過外泌體將miR-214從PC9GR細胞轉(zhuǎn)移到PC9細胞，使PC9細胞吉非替尼耐藥，因此外泌體miR-214可能介導吉非替尼耐藥。JING C W等［14］報道，H827R細胞（吉非替尼耐藥）通過外泌體將MIR-21轉(zhuǎn)移到HCC827細胞（吉非替尼敏感）激活了HCC827細胞中的AKT信號，導致HCC827細胞對吉非替尼產(chǎn)生耐藥。

7 總結(jié)與展望

外泌體是細胞之間信息傳遞的重要載體，通過調(diào)節(jié)腫瘤微環(huán)境影響非小細胞肺癌增殖、侵襲及轉(zhuǎn)移。隨著外泌體在非小細胞肺癌中的研究機制不斷突破，例如抗血管及EGFR-TKIs耐藥機制在臨床上應用，相信在不久的將來，外泌體在非小細胞肺癌在臨床上的診斷、預后預測及治療將有更廣泛的應用。然而，目前非小細胞肺癌患者診斷大多數(shù)已是晚期，希望外泌體在腫瘤發(fā)病機制方面有更全面的闡述，能夠在腫瘤的早期診斷有所突破，為患者的早發(fā)現(xiàn)、早診斷、早治療帶來更多獲益。