摘要:胃癌是世界上高發(fā)且病死率較高的腫瘤之一,診斷時(shí)的臨床分期與患者的預(yù)后息息相關(guān),尋找靈敏的診斷標(biāo)志物以提高早期診斷準(zhǔn)確率便成為十分迫切的議題。外泌體是由多種細(xì)胞分泌的納米級(jí)胞外囊泡,通過在腫瘤微環(huán)境中轉(zhuǎn)運(yùn)生物活性物質(zhì),從而在細(xì)胞通訊中發(fā)揮重要作用。環(huán)狀RNA是一類具有特定結(jié)構(gòu)的非編碼RNA,由于不易降解得以富集在外泌體中并參與到其介導(dǎo)的各種病理生理過程。外泌體環(huán)狀RNA可以影響腫瘤細(xì)胞的增殖、侵襲、轉(zhuǎn)移及耐藥等過程,在臨床上具有比常規(guī)診斷標(biāo)志物更顯著的優(yōu)勢,可能成為診斷胃癌潛在的生物標(biāo)志物。該文分別介紹了外泌體和環(huán)狀RNA的特征、形成機(jī)制及在胃癌中的作用,詳細(xì)論述了外泌體來源的環(huán)狀RNA在胃癌發(fā)生發(fā)展中的作用,討論了其在胃癌診斷與治療中潛在的臨床應(yīng)用價(jià)值和面臨的挑戰(zhàn)。
關(guān)鍵詞:胃腫瘤;外泌體;RNA,環(huán)狀;生物標(biāo)志物
中圖分類號(hào):R735.2 文獻(xiàn)標(biāo)志碼:A DOI:10.11958/20240059
Research progress on the role and mechanism of exosomal circRNA in gastric cancer
YAO He1, LIN Yanli2, CUI Yumeng2, YAN Xinlong1△
1 Beijing Key Laboratory of Environmental and Viral Oncology, College of Chemistry and Life Sciences, Beijing University of Technology, Beijing 100124, China; 2 Military Medical Research Institute of the Academy of Military Sciences
△Corresponding Author E-mail: yxlong2000@126.com
Abstract: Gastric cancer (GC) is one of the most common and high mortality tumors in the world, and the clinical staging during diagnosis is closely related to the prognosis of patients. Therefore, finding sensitive diagnostic biomarkers to improve the early diagnosis rate has become an urgent issue. Exosomes are nanoscale extracellular vesicles secreted by various cells, which play an important role in cellular communication by transporting bioactive substances in tumor microenvironment (TME). CircRNA is a type of non-coding RNA with a specific structure. Because it is difficulty in degradation, it can be enriched in extracellular vesicles and participate in various pathophysiological processes mediated by it. Exo-circRNA can affect the proliferation, invasion, drug resistance and tissue metastasis of tumor cells, and has more significant diagnostic specificity than conventional diagnostic biomarkers in clinical practice. It may become a supplement to biomarker for the diagnosis and prognosis of GC. This article briefly introduces the characteristics, formation mechanism and role of extracellular vesicles and circRNA in GC. It discusses in detail the role of exo-circRNA in the occurrence and development of GC, and discusses their potential clinical application value and challenges in GC.
Key words: stomach neoplasms; exosome; RNA, circular; biomarkers
胃癌是一種常見的胃腸道惡性腫瘤,其病死率居全球惡性腫瘤第3位,給家庭和社會(huì)造成嚴(yán)重的經(jīng)濟(jì)負(fù)擔(dān)[1]。根據(jù)最新癌癥統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù),2020年全球共新增109萬胃癌病例,其中77萬例最終導(dǎo)致死亡[2]。目前的診斷通常需要通過組織活檢的方法進(jìn)行病理分析[3],不利于個(gè)體疾病篩查[4]。因此,尋找高敏感度、高特異度的標(biāo)志物對(duì)于胃癌的診斷具有重要意義。在胃癌的發(fā)生發(fā)展過程中,癌細(xì)胞與其他細(xì)胞相互作用,建立了有利于其生長和轉(zhuǎn)移的腫瘤微環(huán)境(TME),外泌體是其中不可或缺的重要組成成分。由于外泌體具有生物相容性和穩(wěn)定性,在作為小分子容器或這些內(nèi)容物與靶細(xì)胞通訊的關(guān)鍵調(diào)節(jié)劑方面具有顯著優(yōu)勢。環(huán)狀RNA(circRNA)是一種位于真核細(xì)胞的內(nèi)源性非編碼RNA。共價(jià)形成的環(huán)狀結(jié)構(gòu)使其高度穩(wěn)定且耐受降解[5]。circRNA廣泛富集并穩(wěn)定存在于外泌體中,參與腫瘤周期、免疫逃逸等各種病理生理過程,在TME中發(fā)揮著重要的作用[6-8]。本文介紹了外泌體和circRNA的生物學(xué)起源及功能特點(diǎn),總結(jié)了外泌體來源的circRNA在胃癌發(fā)生發(fā)展中的作用及機(jī)制,并探討其在胃癌診斷和治療中的潛在應(yīng)用。
1 外泌體
1.1 外泌體的特征、形成機(jī)制及作為診斷標(biāo)志物的優(yōu)勢 外泌體是含有蛋白質(zhì)、脂質(zhì)、核酸等物質(zhì)的雙層磷脂囊泡,廣泛分布于全身,可在血液、唾液等體液及細(xì)胞培養(yǎng)液中發(fā)現(xiàn)。1983年首次在綿羊網(wǎng)織紅細(xì)胞中發(fā)現(xiàn)外泌體,當(dāng)時(shí)被認(rèn)為是細(xì)胞代謝廢物的場所,并未得到太多關(guān)注[9],后將其命名為“外泌體”[10]。多種細(xì)胞可以在正常和病理?xiàng)l件下分泌外泌體,一般是由質(zhì)膜內(nèi)陷引發(fā),然后形成成熟的胞內(nèi)多泡體,最終形成腔內(nèi)囊泡,即外泌體??缒さ鞍證D9和CD36是最常見的外泌體識(shí)別蛋白,在腔內(nèi)囊泡的分泌中發(fā)揮調(diào)節(jié)作用。盡管許多研究已經(jīng)闡明了外泌體分泌的機(jī)制,但外泌體的攝取和內(nèi)容物的裝載機(jī)制仍然有待研究。
1.2 外泌體在胃癌發(fā)生發(fā)展中的作用 外泌體在多種胞間通訊、免疫反應(yīng)等生命活動(dòng)中發(fā)揮重要作用。最近研究表明,外泌體與多種疾病密切相關(guān)[11],且通過多種途徑參與胃癌發(fā)展[12]。外泌體主要以3種方式發(fā)揮生物學(xué)功能:首先,外泌體膜上的配體與受體結(jié)合傳遞胞間信息;其次,外泌體通過與靶細(xì)胞融合以釋放內(nèi)容物而參與物質(zhì)轉(zhuǎn)運(yùn);最后,外泌體釋放物質(zhì)作用于靶細(xì)胞表面的受體,產(chǎn)生生物學(xué)效應(yīng)[13]。不同細(xì)胞分泌的外泌體不同,作用也不相同。腫瘤細(xì)胞來源的外泌體稱為腫瘤外泌體,是TME的重要組成部分,參與細(xì)胞因子的傳遞從而調(diào)節(jié)TME[14]。一個(gè)癌細(xì)胞在48 h內(nèi)可以釋放超過2萬個(gè)外泌體,數(shù)量遠(yuǎn)高于正常組織細(xì)胞[15],說明外泌體在胃癌進(jìn)程中發(fā)揮重要作用。由于外泌體具有生物相容性、含量豐富且穩(wěn)定,可靈敏地反映TME的動(dòng)態(tài)變化,其作為癌癥診斷和預(yù)后標(biāo)志物的潛力逐漸被發(fā)現(xiàn)[16-17]。已有文獻(xiàn)表明,外泌體在胃癌發(fā)生發(fā)展中發(fā)揮重要作用,具有作為胃癌診斷標(biāo)志物的潛力,如根據(jù)血漿外泌體hsa_circ_0079439水平可區(qū)分早期和晚期胃癌患者[18]。
2 circRNA
2.1 circRNA的特征、形成機(jī)制及作為診斷標(biāo)志物的優(yōu)勢 circRNA是由單或多個(gè)外顯子組成的共價(jià)閉環(huán)結(jié)構(gòu),主要來源于前體mRNA。其共有3種形式,包括外顯子circRNA、內(nèi)含子circRNA和外顯子-內(nèi)含子circRNA,其中外顯子circRNA主要位于胞質(zhì),其余則位于胞核中[19]。不同組織及階段的細(xì)胞產(chǎn)生不同表達(dá)水平和類型的circRNA,如ciRs-7在腦組織中高度表達(dá),而在非神經(jīng)元組織中幾乎不表達(dá)[20]。
circRNA的形成通常有3種情況:RNA結(jié)合蛋白結(jié)合至側(cè)翼內(nèi)含子促進(jìn)circRNA的環(huán)狀剪接、位于上游和下游的內(nèi)含子通過反向重復(fù)Alu元件的堿基互補(bǔ)配對(duì)促進(jìn)環(huán)狀結(jié)構(gòu)的形成;外顯子跳躍形成包含內(nèi)外顯子的套索結(jié)構(gòu),通過自剪切去除內(nèi)含子最終形成環(huán)狀結(jié)構(gòu);內(nèi)含子逃逸也有助于circRNA的形成[6]。下游5'剪接供體位點(diǎn)在剪接指示物的側(cè)翼位點(diǎn)處共價(jià)結(jié)合至上游3'剪接受體位點(diǎn),這一過程被稱為反向剪接,而選擇性反向剪切是circRNA獨(dú)有的生物學(xué)過程。盡管反向剪接的效率較低,但因其可在特定細(xì)胞中隨著時(shí)間積累,同時(shí)因穩(wěn)定性高而長期保持功能不失活,這使得circRNA以高豐度廣泛存在于各種體液。與線性RNA相比,circRNA可抵抗RNA酶的降解,更穩(wěn)定且具有更長的半衰期,在細(xì)胞內(nèi)的豐度是線性RNA的10倍[21],因此比線性RNA更適合作為生物標(biāo)志物。
2.2 circRNA在胃癌發(fā)生發(fā)展中的作用 最初在真核細(xì)胞質(zhì)中發(fā)現(xiàn)的circRNA被認(rèn)為是異常剪接副產(chǎn)物[22]。隨后發(fā)現(xiàn)circRNA可在轉(zhuǎn)錄和翻譯水平通過多種方式調(diào)節(jié)基因表達(dá)。最常見的作用是在胞質(zhì)中作為競爭性內(nèi)源RNA,與miRNA以堿基配對(duì)的方式結(jié)合以抑制miRNA與特定下游mRNA的3'非翻譯區(qū)(UTR)結(jié)合,最終拮抗miRNA對(duì)其靶分子的生物學(xué)作用,如ciRS-7已被鑒定具有74個(gè)miRNA結(jié)合位點(diǎn),以調(diào)節(jié)胃癌等各種疾病中的不同靶mRNA[20];circRNA有大量蛋白結(jié)合位點(diǎn),可在核內(nèi)充當(dāng)?shù)鞍缀>d,阻斷其活性以調(diào)節(jié)轉(zhuǎn)錄[22],如circNFATC3結(jié)合胰島素樣生長因子Ⅱ結(jié)合蛋白3(IGF2BP3)蛋白抑制其泛素化促進(jìn)胃癌增殖[23];一些circRNA可以編碼肽或蛋白質(zhì),circRNA MTHFD2L編碼的CM-248aa通過靶向模板激活因子Ⅰβ-蛋白磷酸酶2A(SET-PP2A)抑制胃癌進(jìn)展[24];circRNA也可以驅(qū)動(dòng)蛋白相分離,如在應(yīng)激條件下,circVAMP3與蛋白細(xì)胞周期相關(guān)蛋白1(CAPRIN1)結(jié)合形成circVAMP3-CAPRIN1-G3BP1復(fù)合物,驅(qū)動(dòng)蛋白相分離[25];circRNA還可以調(diào)節(jié)親本基因的轉(zhuǎn)錄翻譯以發(fā)揮其生物學(xué)功能[26]。
3 外泌體circRNA
3.1 外泌體circRNA在胃癌中的功能 外泌體的納米級(jí)尺寸和脂質(zhì)雙分子層特性使circRNA高度富集并穩(wěn)定地存在于外泌體中,與親本細(xì)胞相比,外泌體中的circRNA豐度是前者的兩倍,是線性RNA的6倍[27]。外泌體circRNA既有外泌體靶向轉(zhuǎn)移和富集的特征,又具有circRNA的生物學(xué)功能,擁有更顯著的調(diào)節(jié)優(yōu)勢。
外泌體circRNA的裝載受親本細(xì)胞相關(guān)基因調(diào)控,可將生物活性物質(zhì)傳遞給受體細(xì)胞,從而參與胞間通訊。研究發(fā)現(xiàn),胃癌特異性circRNA通過TME選擇性包裝、分泌和轉(zhuǎn)運(yùn)影響胃癌細(xì)胞生長和轉(zhuǎn)移,而外泌體circRNA比體液中游離的circRNA具有更顯著的診斷敏感性和特異性,可能成為臨床診斷和預(yù)后的生物標(biāo)志物[28]。近年來,關(guān)于circRNA與胃癌發(fā)生發(fā)展關(guān)系的研究及涉及的作用機(jī)制見表1。外泌體通過在胞間轉(zhuǎn)運(yùn)circRNA參與胃癌的發(fā)生和發(fā)展,包括介導(dǎo)胃癌血管生成,影響胃癌細(xì)胞的增殖、轉(zhuǎn)移和侵襲,影響胃癌TME和胃癌細(xì)胞放化療耐藥等。
3.1.1 外泌體circRNA與胃癌增殖的關(guān)系 Shi等[29]發(fā)現(xiàn)癌癥相關(guān)成纖維細(xì)胞通過外泌體將circ_0088300遞送至胃癌細(xì)胞,結(jié)合miR-1305調(diào)節(jié)JAK/STAT信號(hào)傳導(dǎo)途徑,促進(jìn)抗凋亡蛋白Bcl-2上調(diào)和凋亡蛋白Bax等表達(dá)下調(diào),從而促進(jìn)胃癌細(xì)胞增殖。此外,Xie等[30-31]研究表明,外泌體circSHKBP1和circRanGAP1均在胃癌細(xì)胞增殖中發(fā)揮作用??傊?,這些研究表明外泌體circRNA可通過外泌體在細(xì)胞間的選擇性分泌和傳遞影響胃癌細(xì)胞的增殖。
3.1.2 外泌體circRNA與胃癌侵襲和遷移的關(guān)系 外泌體circRNA調(diào)節(jié)胃癌的TME并影響其侵襲。如circ-RanGAP1在胃癌患者的組織和血漿外泌體中均顯著上調(diào),通過miR-877-3p/VEGFA軸促進(jìn)胃癌迀移和侵襲及淋巴轉(zhuǎn)移(LNM)[31]。此外,Xie等[30]研究表明circSHKBP1與裸鼠的肺轉(zhuǎn)移率呈正相關(guān)。Yang等[32]研究表明circUBE2Q2調(diào)節(jié)GC小鼠的EMT過程并促進(jìn)腹膜轉(zhuǎn)移以及肝癌分期。Sang等[33]通過體外實(shí)驗(yàn)證明,circRELLl通過結(jié)合miR-637、下調(diào)EPHB3激活胃癌自噬,顯著抑制胃癌細(xì)胞的增殖、迀移、侵襲和抗凋亡能力,并減弱胃癌肺轉(zhuǎn)移,表明血漿外泌體circRELL1作為胃癌的診斷生物標(biāo)志物的穩(wěn)定性。
上皮間質(zhì)轉(zhuǎn)化(EMT)是指在某些條件下上皮細(xì)胞轉(zhuǎn)化為具有移動(dòng)性和更大侵襲能力的間質(zhì)細(xì)胞的生物學(xué)過程,是惡性腫瘤細(xì)胞遷移和侵襲能力的基礎(chǔ),與不良預(yù)后呈正相關(guān)。EMT的特征在于E-鈣黏蛋白等上皮細(xì)胞標(biāo)志物的下調(diào)及N-鈣黏蛋白和wave蛋白等間充質(zhì)表型標(biāo)志物的上調(diào)。外泌體circRNA通過激活EMT誘導(dǎo)轉(zhuǎn)錄因子或效應(yīng)分子的表達(dá)促進(jìn)EMT,如circNRIP1通過AKT/mTOR軸促進(jìn)EMT介導(dǎo)胃癌細(xì)胞轉(zhuǎn)移[34]。上述研究在體內(nèi)外證實(shí)外泌體circRNA通過多種途徑作用于胃癌細(xì)胞以影響胃癌的侵襲、遷移乃至轉(zhuǎn)移。
3.1.3 外泌體circRNA與胃癌血管生成的關(guān)系 大多數(shù)惡性腫瘤表現(xiàn)出密集的血管生成,因此胃癌血管生成是胃癌快速增殖、早期轉(zhuǎn)移和預(yù)后不良的關(guān)鍵原因。通過血管生成,胃癌細(xì)胞不僅得到足夠的氧氣和營養(yǎng)物質(zhì),還排出二氧化碳和代謝廢物,從而利于胃癌細(xì)胞的生長和代謝[41]。
腫瘤來源的外泌體circRNA參與腫瘤細(xì)胞和基底細(xì)胞間遺傳信息的交換,通過調(diào)節(jié)VEGF等參與腫瘤血管生成而影響胃癌進(jìn)展。有實(shí)驗(yàn)證明腫瘤來源的外泌體環(huán)狀分子是體內(nèi)外血管生成的主要誘導(dǎo)劑[22],為胃癌的抗血管生成治療提供了新策略。You等[35]通過微管形成實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)胃癌細(xì)胞circ_0001789通過調(diào)節(jié)miR-140-3p/PAK2軸增加VEGFA的表達(dá)并促進(jìn)內(nèi)皮細(xì)胞中血管生成,從而促進(jìn)癌癥惡化;circSHKBP1也與胃癌組織血管生成相關(guān)[30]??傊?,上述研究通過體內(nèi)外實(shí)驗(yàn)證明外泌體circRNA調(diào)節(jié)腫瘤血管生成并干預(yù)胃癌進(jìn)程。
3.1.4 外泌體circRNA與胃癌TME的關(guān)系 作為TME的重要組成部分,胃癌相關(guān)免疫細(xì)胞通過調(diào)節(jié)免疫應(yīng)答直接或間接影響胃癌進(jìn)展。在TME中,旁分泌細(xì)胞幾乎都可以釋放外泌體。胃癌細(xì)胞可以通過外泌體與免疫細(xì)胞相互作用,產(chǎn)生腫瘤生長的最佳TME。研究發(fā)現(xiàn),circTMEM181誘導(dǎo)巨噬細(xì)胞增強(qiáng)CD39表達(dá)來增強(qiáng)PD1抗性[36]。circ_0008253可以通過外泌體從巨噬細(xì)胞轉(zhuǎn)移到胃癌細(xì)胞,最終增強(qiáng)胃癌細(xì)胞對(duì)OXA的抵抗性[37]??傊鳛門ME的信使,外泌體circRNA可以介導(dǎo)胃癌細(xì)胞對(duì)中性粒細(xì)胞等免疫細(xì)胞的調(diào)節(jié)作用,在胃癌的免疫微環(huán)境中發(fā)揮重要的調(diào)節(jié)作用。
3.1.5 外泌體circRNA與胃癌化療耐藥的關(guān)系 化療是治療惡性腫瘤常見的方法之一,卻因腫瘤細(xì)胞的耐藥導(dǎo)致療效不佳。外泌體及內(nèi)容物以多種方式參與藥物的攝取、代謝和排泄,介導(dǎo)腫瘤細(xì)胞耐藥。
ADR和DDP是目前廣泛應(yīng)用于腫瘤化療的藥物,雖然藥效強(qiáng)大,但在長期使用的過程中不可避免地產(chǎn)生耐藥性。近年來胃癌細(xì)胞分泌的外泌體circRNA在疾病化療耐藥過程中的遞送和調(diào)節(jié)功能被逐漸發(fā)現(xiàn)。Wang等[38]發(fā)現(xiàn)circPRRXl在ADR抗性胃癌細(xì)胞系中表達(dá)增加,且circPRRX1可被對(duì)ADR敏感的胃癌細(xì)胞攝取,通過靶向miR-3064-5p和PTPN14最終增強(qiáng)其對(duì)ADR的抗性。同時(shí),體內(nèi)實(shí)驗(yàn)及臨床數(shù)據(jù)顯示血清外泌體高表達(dá)circPRRXl會(huì)產(chǎn)生ADR抗性。Liang等[39]發(fā)現(xiàn)circ-LDLRAD3在DDP抗性胃癌組織和細(xì)胞中高表達(dá),敲低后則通過富集miR-58832導(dǎo)致SOX5表達(dá)下降,引起耐DDP細(xì)胞的耐藥性下降并抑制其生長和侵襲。總之,上述發(fā)現(xiàn)表明胃癌細(xì)胞可通過外泌體circRNA調(diào)節(jié)胃癌細(xì)胞化療抗性。
3.1.6 外泌體circRNA與胃癌代謝組學(xué)的關(guān)系 腫瘤細(xì)胞的快速增殖依賴于糖酵解。即使在常氧水平下,糖酵解也是腫瘤細(xì)胞能量代謝的主要來源。外泌體circRNA可以促進(jìn)無氧糖酵解并抑制胃癌細(xì)胞自噬。Zhang等[34]發(fā)現(xiàn)外泌體circNRIP 1通過miR-149-5p-AKT1/mTOR軸改變胃癌細(xì)胞的代謝活性,即促進(jìn)蛋白合成代謝、阻斷分解代謝并抑制自噬,從而加速腫瘤進(jìn)展。外泌體circUBE2Q2也參與胃癌的糖酵解和自噬過程[32]。
惡病質(zhì)常表現(xiàn)出體質(zhì)量減輕及骨骼肌和脂肪量下降,從而導(dǎo)致極度消瘦、嚴(yán)重貧血和全身衰竭。白色脂肪組織褐變是腫瘤惡病質(zhì)脂肪代謝的重要特征之一。胃癌細(xì)胞來源的外泌體將ciRs-133轉(zhuǎn)運(yùn)至前脂肪細(xì)胞,同時(shí)通過激活PRDM16抑制miR-133促進(jìn)前脂肪細(xì)胞分化成棕色脂肪細(xì)胞[40]。說明外泌體circRNA也是胃癌能量代謝的重要調(diào)節(jié)因子。
3.2 外泌體circRNA作為診斷、預(yù)后的生物標(biāo)志物及治療靶標(biāo)
3.2.1 優(yōu)勢 胃癌的早期診斷對(duì)于提高患者生存率具有重大意義,因此早期診斷和治療對(duì)于改善不良預(yù)后至關(guān)重要。無創(chuàng)性生物標(biāo)志物在腫瘤個(gè)性化治療中具有巨大價(jià)值,而外泌體不僅因其穩(wěn)定性及廣泛分布于體液中而容易被檢測,同時(shí),外泌體含有反映其來源的生物活性分子,雙層磷脂結(jié)構(gòu)可以防止其內(nèi)容物的降解,因此具有作為生物標(biāo)志物或治療靶標(biāo)的潛力。
胃癌相關(guān)的外泌體circRNA與胃癌的TNM分期、腫瘤體積和不良預(yù)后密切相關(guān),且在胃癌不同階段的表達(dá)具有高靈敏度和特異度。Shi等[29]發(fā)現(xiàn),circ_0088300在胃癌患者的血漿外泌體中表達(dá)顯著增高,同時(shí)與胃癌組織表現(xiàn)一致;ROC曲線顯示曲線下面積為0.796,表明circ_0088300在胃癌診斷中具有較高的參考價(jià)值。因此外泌體circRNA具有的高豐度、穩(wěn)定性、保守性及組織特異性表達(dá)的優(yōu)勢,使其未來可能成為臨床胃癌診斷和預(yù)后的特異性生物標(biāo)志物。
臨床上胃癌患者的化療容易出現(xiàn)不良反應(yīng)和耐藥性,故靶向治療成為有效補(bǔ)充[42],而外泌體circRNA可以通過敲低或過表達(dá)等有效技術(shù)手段干預(yù),作為胃癌治療的潛在靶標(biāo)。此外,外泌體可將具有特異性治療效果的RNA遞送至相應(yīng)的胃癌細(xì)胞,從而產(chǎn)生治療效果。Yang等[32]發(fā)現(xiàn)用過表達(dá)circUBE2Q2的外泌體處理小鼠可促進(jìn)胃癌細(xì)胞的轉(zhuǎn)移。這表明基于circRNA的外泌體工程改造可能是臨床治療胃癌的有效策略。此外,鑒于外泌體的生物相容性及靶向性,外泌體在癌癥治療中作為藥物遞送的載體具有很大的前景。但是,在這些治療方法用于臨床實(shí)踐之前還需要進(jìn)行更多的有效性和安全性研究。
3.2.2 應(yīng)用前景 由于外泌體circRNA在胃癌診斷預(yù)后方面具有突出前景,因此用于其分離、檢測和分析的方法正在迅速發(fā)展?;诰酆厦富瘜W(xué)沉淀的新型外泌體分離方法無須純化而直接分析外泌體的Exocounter技術(shù)及數(shù)字液滴PCR(ddPCR)技術(shù)在外泌體檢測上的應(yīng)用等新技術(shù)均在蓬勃發(fā)展。He等[40]應(yīng)用3種機(jī)器學(xué)習(xí)模型構(gòu)建了用于高級(jí)診斷和預(yù)測外泌體circRNA的分類器。因此,ddPCR結(jié)合機(jī)器學(xué)習(xí)技術(shù)在探索外泌體circRNA的臨床應(yīng)用方面將成為新的趨勢。以上技術(shù)為外泌體circRNA的臨床應(yīng)用奠定了基礎(chǔ)。
以血液外泌體circRNA為指標(biāo)的液體活檢有助于胃癌的診斷、治療及預(yù)后評(píng)價(jià),可以比影像學(xué)更早地預(yù)測胃癌復(fù)發(fā),具有潛在的臨床價(jià)值。但其臨床應(yīng)用仍面臨很多困難與挑戰(zhàn)。首先,circRNA種類繁多,胃癌相關(guān)的circRNA在人類體液中的表達(dá)水平不盡相同,可能在其他癌癥中也有表達(dá),作為液體活檢的生物標(biāo)志物需要更龐大、更精細(xì)化的研究。其次,檢測流程有待規(guī)范化,包括體液樣本的取材、運(yùn)送、存儲(chǔ)及檢測方法。最后,還需要大數(shù)據(jù)和多中心的臨床前瞻性研究來驗(yàn)證。
4 總結(jié)與展望
目前,外泌體circRNA的應(yīng)用仍存在許多障礙。首先,雖然當(dāng)前已經(jīng)存在多種分離外泌體的方法,但要分離出高純度的外泌體仍然是一個(gè)難題,也是限制外泌體相關(guān)研究的主要因素。其次,外泌體中的circRNA是有限的,如何使它們有效定量和標(biāo)準(zhǔn)化仍是一個(gè)迫切的問題。外泌體circRNA作為生物標(biāo)志物在胃癌的早期診斷、疾病進(jìn)展監(jiān)測中的有效性仍有待研究。此外,外泌體circRNA的診斷敏感度和特異度需要進(jìn)一步提高。最后,篩選與特定臨床參數(shù)相關(guān)的候選外泌體circRNA并在臨床驗(yàn)證這些候選基因至關(guān)重要。未來,數(shù)字PCR與機(jī)器學(xué)習(xí)相結(jié)合將成為分析外泌體中circRNA的有效途徑,這將有利于臨床醫(yī)生在腫瘤診斷中做出更快的判斷和決策。使用外泌體作為治療媒介時(shí)外泌體遞送的途徑、外泌體負(fù)載有circRNA時(shí)的特定量效關(guān)系、胃癌治療中干預(yù)的時(shí)機(jī)以及外泌體circRNA在光和不同的溫度梯度下的穩(wěn)定性仍然需要進(jìn)一步控制[43],對(duì)于治療相關(guān)的外泌體的體外制備、儲(chǔ)存和管理仍然缺乏相關(guān)指南。大多數(shù)外泌體circRNA在治療中作用的研究僅使用癌細(xì)胞系和動(dòng)物模型,因此必須對(duì)不同類型的癌癥進(jìn)行大規(guī)模隨機(jī)臨床試驗(yàn)來評(píng)估外泌體circRNA治療的安全性,并在體內(nèi)和體外測試其藥理學(xué)毒性。
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(2024-01-08收稿 2024-01-31修回)
(本文編輯 胡小寧)
基金項(xiàng)目:國家重點(diǎn)研發(fā)計(jì)劃重點(diǎn)專項(xiàng)(2022YFC3600100);國家自然科學(xué)基金資助項(xiàng)目(82173183)
作者單位:1北京工業(yè)大學(xué)化學(xué)與生命科學(xué)學(xué)院(郵編100124);2軍事科學(xué)院軍事醫(yī)學(xué)研究院
作者簡介:姚和(1998),女,碩士在讀,主要從事分子生物學(xué)方面研究。E-mail:1526052117@qq.com
△通信作者 E-mail:yxlong2000@126.com