外泌體miRNA 在胰腺癌研究中的進(jìn)展

陳 佳，王 健，金 煒，陳旭東，胡曉波

（1. 上海中醫(yī)藥大學(xué)附屬龍華醫(yī)院檢驗(yàn)科，上海 200032； 2. 上海市臨床檢驗(yàn)中心，上海 200126）

胰腺癌（pancreatic cancer，PC）是死亡率極高的消化道惡性腫瘤，早期診斷率不高，患者確診時(shí)往往疾病已發(fā)展至晚期，并已發(fā)生轉(zhuǎn)移，使患者喪失根治的機(jī)會，預(yù)后極差，5年生存率僅8%[1-4]。PC的發(fā)生、發(fā)展受多種因素影響[5]。有研究發(fā)現(xiàn)，外泌體在PC發(fā)生、發(fā)展過程中發(fā)揮重要作用[6-11]。外泌體能夠作為轉(zhuǎn)運(yùn)工具，通過其攜帶的微小RNA（microRNA，miRNA）等分子介導(dǎo)腫瘤細(xì)胞間的信息交流，顯示出應(yīng)用于腫瘤診斷和治療的潛在價(jià)值[12]。我們就與PC相關(guān)的外泌體miRNA的研究進(jìn)展作一綜述，旨在為進(jìn)一步認(rèn)知PC的發(fā)生、發(fā)展奠定基礎(chǔ)。

1 外泌體的生物學(xué)特性

外泌體是一種雙層膜結(jié)構(gòu)的囊性小泡，直徑為30～100 nm，電鏡下多呈杯狀[13]，源于細(xì)胞內(nèi)吞系統(tǒng)中的多囊泡小體（multivesicular body，MVB），即晚期內(nèi)體。細(xì)胞內(nèi)MVB在Rab 鳥苷三磷酸酶作用下移動(dòng)至細(xì)胞膜附近并與細(xì)胞膜融合，將其包含的多個(gè)膜性囊泡釋放至胞外，形成外泌體[14]。有研究發(fā)現(xiàn)，外泌體可由腫瘤細(xì)胞、肥大細(xì)胞和樹突狀細(xì)胞等多種細(xì)胞分泌，并廣泛存在于血液、唾液、乳汁、眼淚、尿液及精液等多種體液中[15]。

外泌體為脂質(zhì)雙分子膜包裹少量胞質(zhì)的膜性囊泡結(jié)構(gòu)，胞質(zhì)中含有miRNA、信使RNA（messenger RNA，mRNA）、長鏈非編碼RNA（long non-coding RNA，lncRNA）及蛋白質(zhì)等多種成分[16]。外泌體可通過與靶細(xì)胞的細(xì)胞膜融合、胞吞作用等方式將其攜帶的miRNA、蛋白質(zhì)等傳遞到靶細(xì)胞中，從而對靶細(xì)胞的生理功能產(chǎn)生影響[17]。miRNA是一類由18～25個(gè)核苷酸組成的高度保守的內(nèi)源性單鏈小分子RNA，由長約70～90個(gè)堿基大小、具發(fā)夾結(jié)構(gòu)單鏈RNA前體（pre-microRNA，pre-miRNA）經(jīng)過Dicer酶作用生成。成熟的miRNA分子與RNA誘導(dǎo)沉默復(fù)合體（RNA-induced silencing complex，RISC）結(jié)合后，通過與其靶mRNA的3'端非編碼區(qū)結(jié)合，抑制靶mRNA的翻譯或?qū)е缕浣到?，進(jìn)而影響細(xì)胞生長、代謝等多種生物學(xué)過程[18-23]。

DING等[24]報(bào)道了PC細(xì)胞PANC-1分泌的外泌體miR-212-3p，通過抑制樹突狀細(xì)胞內(nèi)調(diào)節(jié)因子X相關(guān)蛋白（regulatory factor X-associated protein，RFXAP）表達(dá)，使主要組織相容性復(fù)合體Ⅱ類分子（major histocompatibility complex Ⅱ，MHC Ⅱ ）表達(dá)下降，引起樹突狀細(xì)胞免疫耐受，從而影響PC的發(fā)生、發(fā)展。ZHOU等[25]研究發(fā)現(xiàn)，PC細(xì)胞PANC-1分泌的外泌體miR-203通過下調(diào)樹突狀細(xì)胞內(nèi)Toll樣受體4（Toll-like receptor 4，TLR4）的表達(dá)，抑制腫瘤壞死因子-α（tumor necrosis factor alpha，TNF-α）表達(dá)，導(dǎo)致樹突狀細(xì)胞功能失調(diào)，繼而調(diào)控PC的發(fā)生、發(fā)展。TOMINAGA等[26]發(fā)現(xiàn)外泌體miR-181c進(jìn)入星形膠質(zhì)細(xì)胞、腦細(xì)胞及腦毛細(xì)血管內(nèi)皮細(xì)胞后，使磷酸肌醇依賴性蛋白激酶 1（phosphoinositide-dependent protein kinase-1，PDPK1）表達(dá)下調(diào)，抑制絲切蛋白的磷酸化，并影響其對肌動(dòng)蛋白的調(diào)控，導(dǎo)致血腦屏障被破壞，促進(jìn)乳腺癌細(xì)胞的腦轉(zhuǎn)移。LIU等[27]研究結(jié)果顯示，肺癌細(xì)胞分泌的外泌體miR-21進(jìn)入受體細(xì)胞后能通過活化信號傳導(dǎo)與轉(zhuǎn)錄激活因子-3（signal transducer and activator of transcription 3，STAT 3），上調(diào)血管內(nèi)皮生長因子（vascular endothelial growth factor，VEGF）的表達(dá)水平，促進(jìn)肺癌細(xì)胞的轉(zhuǎn)移和血管生成。ZHANG等[28]報(bào)道，星形膠質(zhì)細(xì)胞釋放的miR-17-92簇外泌體能抑制靶基因——與張力蛋白同源在人第10號染色體缺失的磷酸酶基因（phosphatase and tensin homolog deleted on chromosome ten，PTEN）的表達(dá)，促進(jìn)腫瘤細(xì)胞分泌趨化因子CCL2，抑制腫瘤細(xì)胞凋亡并促進(jìn)增殖，繼而增強(qiáng)腦腫瘤的轉(zhuǎn)移能力。BASU等[29]報(bào)道，miR-122缺陷的HepG2細(xì)胞攝入肝癌細(xì)胞株Huh7釋放的外泌體miR-122后，降低HepG2細(xì)胞生長速度，削弱其增殖能力。上述研究均顯示，外泌體miRNA在PC、乳腺癌、肝癌等多種腫瘤的發(fā)生、發(fā)展過程中發(fā)揮重要作用。

2 外泌體miRNA與PC增殖、凋亡及轉(zhuǎn)移

外泌體通過將其攜帶的miRNA傳遞至受體細(xì)胞，來調(diào)控腫瘤的增殖、凋亡及轉(zhuǎn)移過程。CHEN等[30]報(bào)道外泌體miR 23b 3p能促進(jìn)PC細(xì)胞的侵襲和遷移。有研究結(jié)果顯示，胰腺星狀細(xì)胞可分泌攜帶miR-451a等miRNA的外泌體，這些外泌體可促進(jìn)PC細(xì)胞增殖和遷移，并上調(diào)趨化因子配體CXCL1和CXCL2的表達(dá)，而采用外泌體抑制劑GW4869處理后，對PC細(xì)胞增殖和遷移的促進(jìn)作用消失[31]。此外，MIKAMORI等[32]發(fā)現(xiàn)，在吉西他濱作用下PC細(xì)胞會分泌外泌體miR-155，可抑制腫瘤蛋白P53誘導(dǎo)核蛋白1（tumor protein p53-inducible nuclear protein 1，TP53INP1）的表達(dá)，增強(qiáng)PC細(xì)胞抗凋亡活性。上述研究顯示，外泌體miRNA與PC增殖、凋亡及轉(zhuǎn)移等過程關(guān)系密切，為了解PC發(fā)生、發(fā)展相關(guān)機(jī)制提供了新的視角，有望為PC治療提供新的靶點(diǎn)。

3 外泌體miRNA與PC化療耐藥

目前，越來越多的研究表明，外泌體miRNA能促進(jìn)PC細(xì)胞化療耐藥性的產(chǎn)生。有研究發(fā)現(xiàn)，細(xì)胞內(nèi)miR-155的表達(dá)增加促使胰腺導(dǎo)管腺癌細(xì)胞釋放外泌體miR-155，引起附近腫瘤細(xì)胞抗凋亡活性增強(qiáng)，導(dǎo)致對吉西他濱耐藥，阻斷外泌體的運(yùn)輸可減少miR-155所致吉西他濱耐藥[32]。有研究也發(fā)現(xiàn)，在使用吉西他濱治療PC時(shí)，隨著上游轉(zhuǎn)錄因子Snail的上調(diào)，腫瘤相關(guān)成纖維細(xì)胞釋放的外泌體中miR-146a表達(dá)增加，導(dǎo)致胰腺癌細(xì)胞耐藥性增強(qiáng)[33]。

4 外泌體miRNA與PC的診斷

目前，臨床主要依靠影像學(xué)檢查對PC進(jìn)行定性及定位診斷。此外，臨床也常用糖類抗原19-9、癌胚抗原等血清腫瘤標(biāo)志物進(jìn)行篩檢，然而這些項(xiàng)目的診斷敏感性和特異性均不理想。上述原因使PC的早期診斷率不高，患者確診時(shí)往往疾病已發(fā)展至晚期，因此尋找新的早期診斷標(biāo)志物已成為PC診治的重點(diǎn)。

QUE等[34]報(bào)道PC患者血清外泌體中miR-17-5p和miR-21表達(dá)顯著升高，有望成為PC的診斷標(biāo)志物。其中，外泌體miR-21診斷PC的敏感性較高、特異性不強(qiáng)，外泌體miR-17-5p診斷PC的敏感性、特異性均較高，并且外泌體中miR-17-5p的高表達(dá)與PC的轉(zhuǎn)移、較晚的TNM分期顯著正相關(guān)。MADHAVAN等[35]研究發(fā)現(xiàn)，83%的PC患者血清外泌體miR-1246、miR-4644、miR-3976和miR-4306表達(dá)水平顯著升高，并在早期PC患者血清中出現(xiàn)異常高表達(dá)，可能成為PC早期診斷的高敏感性標(biāo)志物。MACHIDA等[36]的研究結(jié)果顯示，PC患者唾液中異常高表達(dá)外泌體miR-1246和miR-4644，將二者進(jìn)行聯(lián)合分析，發(fā)現(xiàn)與PC高度相關(guān)，為診斷PC的潛在生物標(biāo)志物，具有較高的敏感性和特異性。上述研究顯示，外泌體miRNA對PC診斷具有重要意義，但是基于研究樣本量少、缺乏普適性等問題，針對外泌體miRNA檢測能否成為PC早期診斷標(biāo)志物，仍有待進(jìn)一步探索。

5 總結(jié)與展望

外泌體作為一種重要的轉(zhuǎn)運(yùn)工具，通過將其攜帶的miRNA、蛋白質(zhì)等分子傳遞至受體細(xì)胞，介導(dǎo)細(xì)胞間信息交流，進(jìn)而影響受體細(xì)胞的生長、代謝等多種生理功能。近年的研究發(fā)現(xiàn)，外泌體miRNA參與調(diào)控PC增殖、凋亡、轉(zhuǎn)移等過程，為了解PC發(fā)生、發(fā)展相關(guān)機(jī)制提供了新視角，有望為PC治療和早期診斷提供新的方向。目前，針對外泌體miRNA與PC相關(guān)性的研究屈指可數(shù)，對外泌體miRNA在PC中作用的認(rèn)知仍較局限，有待進(jìn)一步深入探索。