外泌體介導微環境對消化道腫瘤作用的研究進展

王瑩，溫珍平

(1.內蒙古醫科大學，內蒙古 呼和浩特 010110；2.內蒙古醫科大學附屬人民醫院(內蒙古自治區腫瘤醫院)，內蒙古 呼和浩特 010020)

1 胃癌

胃癌是最常見的惡性腫瘤之一，影響著高危人群的身心健康胃癌是最常見的惡性腫瘤之一，影響著高危人群的身心健康[8]。在國際癌癥研究機構發布的一份報告中，全球胃癌發病率排名第五，死亡率排名第四[9].胃癌患者的高死亡率主要歸因于其易侵襲和轉移以及無癥狀的表現，導致早期診斷困難[10]。約80%的胃癌患者在診斷時即為晚期或IV期，導致5年生存率低下[11]。因此，迫切需要闡明胃癌的分子發病機制和侵襲原因。在腫瘤內，腫瘤細胞或基質細胞衍生的外泌體有助于腫瘤的進展，激活增殖、血管生成途徑、轉移前微環境的起始以及免疫抑制的形成[12]。外泌體在胃癌的腫瘤發生中起著相對重要的作用，其對侵襲、轉移、血管生成、免疫逃逸、化療耐藥等方面的作用已被多項研究證實[13]。影響胃癌預后并導致治療失敗的重要因素是腫瘤的侵襲和轉移，因此對于胃癌的治療，探索胃癌的侵襲和轉移機制具有重要意義[14].在腫瘤細胞和正常細胞之間，外泌體驅動的生物分子轉移能夠有效地促進有利于腫瘤生長的遠端微環境[15]。來自GC細胞的分泌性EGFR的外泌體有效激活肝細胞生長因子，肝細胞生長因子與遷移癌細胞上的c-MET受體結合，促進轉移癌細胞的歸家?？梢?，腫瘤來源的外泌體通過重塑肝臟微環境，在決定肝臟特異性轉移中發揮了重要作用[16]。外泌體促進N2腫瘤相關中性粒細胞極化，誘導自噬，增加腫瘤激活，促進胃癌細胞遷[17]。circNRIP1-miR-149-5p-AKT1/mTOR軸是促進GC增殖、遷移和侵襲的重要機制[18]。外泌體miR-196a-1通過靶向SFRP1促進胃癌細胞的侵襲和轉移[19]。

胃癌中的環狀RNA(circRNA)的生物學功能研究是當前的熱點。circ-RanGAP1在胃癌患者組織和外周血中均顯著上調，并與胃癌的腫瘤侵襲轉移有關[20]。miR-15b-3p在外泌體中高表達，通過抑制胃癌NYDLT1/Caspase-3/Caspase-9通路，抑制胃癌細胞凋亡，促進胃癌的發生和惡性轉化[21]。缺氧胃癌細胞衍生的富集miR-301a-3p的外泌體可以靶向PHD3抑 制HIF-1α的 降 解。sEV-miR-301a-3p/HIF-1α信號軸促進GC增殖甚至轉移[22]。

腫瘤來源的長鏈非編碼RNAlncRNA除了在腫瘤細胞中發揮功能外，還通過外泌體調節腫瘤微環境[23]。通過靶向不同免疫細胞中的信號傳導途徑將腫瘤免疫信號從抗癌作用轉變為促癌作用。Hippo信號通路在果蠅中首次發現，是與腫瘤和腫瘤免疫抑制有關的信號傳導途徑之一[24]。而YAP1是Hippo信號通路的核心蛋白，與腫瘤惡性表型和免疫抑制有關。

在許多癌癥中已經證明了Hippo通路成分的失調[25]。Hippo通路成分的失調除促進細胞增殖外，Hippo信號轉導的失調還表現出調節許多正常的生物學和疾病過程，包括生存、代謝、干性、血管生成、侵襲和免疫抑制等[26]。除了經典的Hippo信號刺激外，許多研究還報道了其受lncRNA調控[27]。RP11-323N12.5是人胃癌中上調程度最高的lncRNA，它通過與胃癌和T細胞中YAP1啟動子內的c-MYC結合而促進YAP1轉錄。RP11-323N12.5由于具有促腫瘤和免疫抑制的特性，因此是人胃癌理想的治療靶標[28]。缺氧腫瘤微環境是實體腫瘤的普遍特征，并與不良預后相關。缺氧HIF-1α誘導的miR-301a-3p表達以及缺氧胃癌細胞分泌的外泌體miR-301a-3p可促進腫瘤上皮間質轉化和胃癌進展[29]。

2 結直腸癌

結直腸癌(CRC)是全球第三大最常見的惡性腫瘤，也是第二大與癌癥相關的死亡原因[30]。外泌體可以參與腫瘤微環境的調節、轉移前微環境的建立以及通過細胞間通訊誘導耐藥性。然而結直腸癌衍生的外泌體的功能和調控機制仍不清楚。因此，迫切需要敏感的CRC生物標志物以進行早期檢測并探索用于CRC治療的新靶標。有證據表明，腫瘤外泌體通過轉移和交換致癌分子在腫瘤細胞間的通訊中發揮關鍵作用，從而參與腫瘤發生、腫瘤增殖、腫瘤轉移、血管生成、免疫逃逸和耐藥性[31]。早期有類似的研究稱來自BMSCs的EV-miR-142-3p通過靶向Numb促進結腸癌細胞的干性、阿霉素耐藥、侵襲和粘附[32]。腫瘤外泌體或細胞外囊泡(EVs)參與了上皮間質轉化(EMT)的調控，這是腫瘤轉移的關鍵步驟[33]腫瘤外泌體miRNA也正在成為腫瘤進化和轉移中的重要信使[34]。

腫瘤相關成纖維細胞(CAF)是腫瘤微環境中對腫瘤進展中起主導作用的關鍵基質細胞，而結直腸癌轉移和化療耐藥與CAF之間的關系仍待明確。由于門靜脈的引流作用，結直腸癌的肝轉移是CRC患者死亡的最常見形式和主要原因。然而雖然肝轉移的CRC患者在通過氟尿嘧啶和鉑類化療初期效果較好，但大多數患者后期會轉變為獲得性耐藥導致化療耐藥，中位生存期僅為約20個月[35]。腫瘤細胞與腫瘤微環境(TME)周圍基質細胞之間的細胞相互作用在調節腫瘤進展和治療反應中起重要作用。CAF是TME的重要成分，可以與腫瘤細胞相互作用促進腫瘤發生和進展。miRNAs參與了細胞增殖、分化、代謝和凋亡的調控[36]。CAF將其內富含的MIRNA通過外泌體轉移至CRC細胞中發揮其作用，導致CRC細胞中miR-92a-3p水平的顯著升高促進CRC細胞的干性、EMT、轉移和化療耐藥性。CRC細胞中miR-92a-3p的表達增加，激活Wnt/β-catenin途徑抑制FBXW7和MOAP1，最終抑制線粒體凋亡，從而促進腫瘤轉移和化療耐藥[37]。具核梭桿菌感染CRC細胞后，誘導宿主細胞后大量 產 生miR-1246/92b-3p/27a-3p和CXCL16/RhoA/IL-8富集的外泌體，這些腫瘤兼具感染特異性的外泌體被傳遞到微環境中未感染的CRC細胞中，通過miRNA和蛋白多個靶分子和多個作用模式共同從而促進了結直腸癌的轉移[38]。環狀RNA(CircRNA)是調節腫瘤增殖和進展的非編碼RNA。環狀RNA與包括CRC在內的腫瘤的發生和發展密切相關[39]。在腫瘤衍生的外泌體中鑒定了一種新型的circRNA——circPACRGL，添加腫瘤來源的外泌體后，circPACRGL在CRC細胞中顯著上調。此外，circPACRGL充當miR-142-3p/miR-506-3p海綿，促進TGF-β1的表達。circPACRGL通過miR-142-3p /miR-506-3p-TGF-β1軸促進了CRC細胞的增殖、遷移和侵襲，以及N1向N2中性粒細胞的分化[40]。

FOLFOX(奧沙利鉑聯合亞葉酸鈣和5-氟尿嘧啶)是CRC手術切除后或復發轉移后的主要化療方案之一[41]。不幸的是，大約40%-50%的CRC患者在初始治療時無治療反應或在治療過程中出現耐藥性。有研究表明，奧沙利鉑可以通過誘導免疫原性細胞死亡來發揮其抗腫瘤作用[42]。奧沙利鉑聯合5-FU治療結直腸癌患者外周血treg升高[43]。眾所周知treg以其免疫抑制作用而聞名，treg可能會阻止已確診腫瘤患者產生有效的抗腫瘤免疫，并可能促進腫瘤進展[44]。因此，靶向Tregs可能是提高基于奧沙利鉑的化療療效的有效方法。腫瘤來源的miRNA可以促進Treg擴增，誘導腫瘤免疫逃避[45]。CRC細胞分泌的miR-208b被充分遞送到Treg細胞中，通過靶向程序性細胞死亡因子4(PDCD4)來促進Tregs的擴增且癌細胞分泌的miR-208b介導的Treg擴增導致腫瘤生長和奧沙利鉑耐藥性[46]。

遠處轉移是CRC患者癌癥相關死亡的主要原因[47]。局部疾病患者的5年生存率為92%，而局部和遠處轉移患者的5年生存率則急劇下降至53%和11%[48]。肝臟是結直腸癌最常見的轉移部位。據報道，≤25%的CRC患者確診為同步結直腸肝轉移，其中多達一半的CRC最終會導致肝轉移[49]。原發性腫瘤在繼發器官和組織部位為隨后的轉移創造了有利的TME，這可以通過原發性腫瘤衍生因子、腫瘤動員的骨髓源性細胞和局部基質成分的復雜相互作用來啟動和建立。人們普遍認為來自TME的細胞參與了腫瘤轉移。越來越多的證據表明，外泌體通過將信號肽、非編碼RNA或DNA轉移到鄰近的細胞或組織中，在TME重編程和腫瘤轉移中起著關鍵作用。存在于外泌體中的miRNAs可被鄰近或遠處的細胞吸收，并調節受體細胞。外泌體miRNAs的失調會影響癌細胞與TME之間的通訊。巨噬細胞是腫瘤內和周圍最豐富的浸潤性免疫相關基質細胞。腫瘤相關巨噬細胞(TAM)被認為是M2型的，存在于TME中，通過與腫瘤細胞相互作用影響各種癌癥的轉移。miR-934在結直腸癌中異常高表達，尤其是在結直腸癌肝轉移(CRLM)中，與CRC患者預后不良相關[50]。hnRNPA2B1介導miR-934包裝到CRC細胞的外泌體中，然后將miR-934轉移到巨噬細胞中，誘導M2巨噬細胞極化。有趣的是，極化的M2巨噬細胞可以通過分泌CXCL13來誘導轉移前微環境的形成并促進CRLM的形成[50]。

高轉移的肝細胞癌細胞分泌外泌體中含有大量miR-92a-3p，并通過抑制PTEN和激活Akt/Snail信號傳導促進低轉移肝癌細胞的腫瘤轉移[51]，然而研究表明外泌體對CRC肝轉移也存在抑制作用，血管生成素樣蛋白1(ANGPTL1)已被證明可抑制多種癌癥的腫瘤轉移，但其在結直腸癌中的作用機制及轉移前生態位(PMN)的細胞外作用仍不清楚。ANGPTL1已在外泌體中鑒定，但其功能尚不清楚。CRC組織中有一些血管生成素樣蛋白(angiopoietin-like proteins, ANGPTLs)表達下調，其中以ANGPTL1表達下調最為顯著[52]。ANGPTL1存在抑制腫瘤生長和轉移的作用[53]。表達ANGPTL1可以抑制CRC細胞的遷移和侵襲，從而抑制肝轉移。此外，在結直腸癌患者中，ANGPTL1的低表達與預后較差相關[54]。盡管如此，有關ANGPTL1功能的研究僅限于原發性腫瘤。作為分泌蛋白，細胞外的ANGPTL1對轉移器官的生物學作用仍在研究中。越來越多的證據表明，原發性腫瘤分泌因子和外泌體可以通過促進轉移器官中的支持性微環境來促進轉移。腫瘤來源的外泌體被報道參與轉移前微環境的形成[55]。結直腸癌細胞來源的外泌體miR-25-3p可以通過誘導血管通透性促進PMNs的形成[56]。外泌體ANGPTL1通過抑制JAK2-STAT3信號通路下調了Kupffer細胞中MMP9的水平。從而得出外泌體ANGPTL1通過調節Kupffer細胞分泌模式并阻止肝臟PMN中的血管滲漏來減輕CRC肝轉移[57]。

3 結論與展望

總之，外泌體在胃腸道腫瘤的發生、發展中起著相對重要的作用，其對侵襲、轉移、血管生成、免疫逃逸、化療耐藥等方面的作用已被多項研究證實。近年來，隨著外泌體在消化道腫瘤中的深入研究，也許可以為臨床診療、治療及預后等方面提供了新思路。