外泌體在鼻咽癌血管生成中的研究進(jìn)展*

董利琴 綜述，駱文龍 審校

(重慶醫(yī)科大學(xué)附屬第二醫(yī)院耳鼻咽喉頭頸外科 400010)

鼻咽癌是一種高度浸潤性的頭頸部腫瘤，局部侵襲率及淋巴轉(zhuǎn)移率均較高，在初診已是晚期[1]，70%～90%的患者出現(xiàn)頸淋巴結(jié)轉(zhuǎn)移[2]。隨著治療方法的更新，鼻咽癌患者的5年生存率現(xiàn)已達(dá)到50%左右[3]。盡管如此，局部復(fù)發(fā)和遠(yuǎn)處轉(zhuǎn)移仍然是鼻咽癌患者死亡的主要原因，占治療失敗的70%以上[4]。

鼻咽癌的預(yù)后取決于轉(zhuǎn)移活性和局部擴(kuò)散[5]；血管生成作為腫瘤的生物學(xué)能力之一，能夠影響腫瘤發(fā)展，是腫瘤治療的重要靶點(diǎn)和重要的預(yù)后指標(biāo)之一。腫瘤的發(fā)展需要營養(yǎng)和氧氣的供應(yīng)，以及代謝廢物和二氧化碳的清除；因此血管生成在腫瘤的增殖、復(fù)發(fā)或轉(zhuǎn)移中發(fā)揮了重要作用。本文嘗試就外泌體在鼻咽癌血管生成、遠(yuǎn)處轉(zhuǎn)移中的研究進(jìn)展做一綜述。

1 外泌體簡介

外泌體是一種含有遺傳物質(zhì)和信號分子的分泌型細(xì)胞外納米囊泡，真核細(xì)胞產(chǎn)生和分泌的細(xì)胞外載體，參與細(xì)胞間通訊的生物化合物傳遞系統(tǒng)，可以由多種細(xì)胞分泌、大小在30～150 nm的內(nèi)吞性小泡，能夠在細(xì)胞之間傳遞蛋白質(zhì)、mRNA和miRNAs，被認(rèn)為是細(xì)胞間通訊的關(guān)鍵介質(zhì)[6]。

幾乎所有的體液，如血液、尿液、胸膜腔積液、唾液，都可輕易獲得外泌體[4，7]。它們含有大量的生物活性成分，如miRNA、mRNA、蛋白質(zhì)、脂質(zhì)等，并可以被外泌體所保護(hù)不受破壞，在生理和病理?xiàng)l件下也具有多種生物活性功能；腫瘤來源的外泌體由非編碼RNA(ncRNAs)組成，包括lncRNAs、circRNAs和miRNAs，被認(rèn)為是細(xì)胞外細(xì)胞器，是一種新的非侵入性腫瘤診斷生物標(biāo)志物，在重塑腫瘤微環(huán)境特別是在腫瘤的血管生成和轉(zhuǎn)移中發(fā)揮作用[7]。外泌體已被證明在腫瘤發(fā)生過程中可促進(jìn)腫瘤血管生成和轉(zhuǎn)移[8]。通過刺激新生血管生成、激活間充質(zhì)基質(zhì)細(xì)胞和重塑細(xì)胞外基質(zhì)，它們有助于形成轉(zhuǎn)移前生態(tài)位，并在遠(yuǎn)處轉(zhuǎn)移部位建立合適的微環(huán)境[9-10]。

2 外泌體發(fā)揮作用的主要機(jī)制及功能

外泌體與靶細(xì)胞表面受體之間直接相互作用；切割外泌體上的表面受體，隨后受體片段與靶細(xì)胞上的受體直接相互作用；將外泌體膜與靶細(xì)胞的質(zhì)膜融合，同時(shí)將外泌體承載的信息物質(zhì)釋放到細(xì)胞質(zhì)中，通過吞噬作用使整個外泌體內(nèi)在化[11]。

近年來，許多研究探討了外泌體在腫瘤微環(huán)境中腫瘤細(xì)胞與其他細(xì)胞之間的細(xì)胞間通訊和物質(zhì)交換中的作用，它將腫瘤細(xì)胞的遺傳和分子信息傳遞給位于近或遠(yuǎn)位點(diǎn)的其他細(xì)胞，并改變其功能特性和表型[12]。從而誘導(dǎo)腫瘤的侵略、免疫逃逸、血管生成和耐藥性等生物學(xué)行為[13]。越來越多的證據(jù)表明，外泌體通過促進(jìn)血管生成和ECM降解，在促進(jìn)腫瘤轉(zhuǎn)移中起著關(guān)鍵作用[14]。

許多有關(guān)腫瘤來源的外泌體對血管生成的影響的研究提示：腫瘤來源的外泌體可參與腫瘤微環(huán)境重構(gòu)，釋放細(xì)胞因子等生物活性成分作用于內(nèi)皮細(xì)胞表面受體，導(dǎo)致血管生成，促進(jìn)腫瘤轉(zhuǎn)移[15]。WANG等[16]對膠質(zhì)瘤干細(xì)胞外泌體miR-26的研究中提示：外泌體miRNA-26可通過靶向抑制同源性磷酸酶張力蛋白(PTEN)來激活PI3K/AKT信號通路，促進(jìn)膠質(zhì)瘤微血管生成，表明外泌體miRNA對血管生成的調(diào)控可能參與腫瘤的轉(zhuǎn)移。

相反地，這在心血管疾病中卻是一個優(yōu)勢，QU等[17]的研究顯示：人臍帶間充質(zhì)干細(xì)胞來源的外泌體刺激細(xì)胞增殖和遷移活動，在內(nèi)膜增生和內(nèi)皮功能恢復(fù)中發(fā)揮重要作用，從而增加靜脈移植成功率。多種細(xì)胞來源的外泌體miRNA對血管生成的調(diào)控可能是治療心血管疾病的一種潛在的重要手段。一些研究表明，來自腫瘤細(xì)胞的外泌體在免疫調(diào)節(jié)中也起到重要作用，并可以使巨噬細(xì)胞極化，增加鱗狀細(xì)胞癌腫瘤細(xì)胞對輻射的敏感性[18]。

3 外泌體與鼻咽癌血管生成

3.1 血管生成對鼻咽癌的意義

血管生成是由原有微血管通過生芽、遷移、增殖并存活而形成新血管腔的過程。同時(shí)血管生成受生長因子和信號通路嚴(yán)格調(diào)控，依賴于促血管生成因子和抗血管生成因子之間的平衡。腫瘤新生血管為腫瘤提供營養(yǎng)和氧氣，維持腫瘤增殖、局部侵襲及遠(yuǎn)處轉(zhuǎn)移所需的能量,是腫瘤的惡性生物學(xué)能力之一。鼻咽癌作為轉(zhuǎn)移能力較強(qiáng)的惡性腫瘤，探討其血管生成所涉及的機(jī)制意義重大。

EB病毒感染在鼻咽癌的發(fā)生、發(fā)展中有重要作用[19-22]。研究結(jié)果表明，外泌體在EB病毒相關(guān)癌癥中具有顯著的致瘤作用；可以通過重塑腫瘤微環(huán)境而促進(jìn)腫瘤的進(jìn)一步發(fā)生和擴(kuò)散[19-22]。目前從鼻咽癌患者的血清中已分離出各種外泌體，如EB病毒相關(guān)外泌體和純鼻咽癌細(xì)胞衍生的外泌體。這些不同的外泌體在鼻咽癌血管生成、細(xì)胞增殖、細(xì)胞與細(xì)胞之間的通信，均起到一定的作用。

3.2 外泌體對鼻咽癌血管生成的調(diào)控

有研究結(jié)果表明，血管生成可被外泌體miRNA所調(diào)控[16,23]。來源于腫瘤細(xì)胞的miRNA外泌體可以與內(nèi)皮細(xì)胞相互作用，從而刺激內(nèi)皮細(xì)胞增殖、遷移和形成管狀。EB病毒編碼的潛伏膜蛋白-1(LMP-1)通過外泌體轉(zhuǎn)移促進(jìn)腫瘤發(fā)展[24]。來自EB病毒感染的鼻咽癌(NPC)細(xì)胞源性的外泌體包含缺氧誘導(dǎo)因子-1α(HIF-1α)和LMP-1，它們均有助于鼻咽癌腫瘤的發(fā)展[2,25]，可能與激活ERK和AKT信號通路，增強(qiáng)血管生長相關(guān)[26]。另有文獻(xiàn)表示，LMP-1還可以刺激促侵襲性成纖維細(xì)胞生長因子-2的分泌，從而促進(jìn)鼻咽癌細(xì)胞的侵襲[27-28]。血漿LMP-1來源的外泌體可能是早期鼻咽癌診斷的潛在生物標(biāo)志物[29]。

鼻咽癌相關(guān)外泌體攜帶的信號分子可能包括刺激血管生成的血管生成素和血管內(nèi)皮生長因子(VEGF)以及促進(jìn)細(xì)胞分裂和腫瘤生長的細(xì)胞因子和生長因子[27]。BAO等[30]的研究顯示：鼻咽癌來源的外泌體miRNA-23a在體外和體內(nèi)都促進(jìn)了血管生成，腫瘤的發(fā)生、增殖、轉(zhuǎn)移等都需要新生血管提供營養(yǎng)；而外泌體在腫瘤影響血管內(nèi)皮細(xì)胞形成的過程中發(fā)揮了重要作用[12]。有研究提示，耐藥的人微血管內(nèi)皮細(xì)胞(HMECs)分泌的外泌體可促進(jìn)鼻咽癌細(xì)胞的增殖、遷移，甚至耐藥[31]。

鼻咽癌細(xì)胞分泌的外泌體miRNA-17-5p通過靶向結(jié)合骨形態(tài)發(fā)生蛋白和其激活素膜結(jié)合抑制劑(BAMBI)，并調(diào)控AKT/VEGF-A信號通路從而促進(jìn)血管生成，抑制miR-17-5p也可減少鼻咽癌血管生成[3]。YOU等[14]研究還發(fā)現(xiàn)，鼻咽癌患者血漿中的外泌體對人臍靜脈內(nèi)皮細(xì)胞(HUVECs)的成管能力有顯著的促進(jìn)作用；基質(zhì)金屬蛋白酶-13(MMP-13)外泌體在鼻咽癌中可促進(jìn)腫瘤細(xì)胞與間質(zhì)細(xì)胞之間的交流，支持轉(zhuǎn)移級聯(lián)，促進(jìn)血管生成。當(dāng)新血管形成時(shí)，腫瘤可以局部浸潤并發(fā)生遠(yuǎn)處轉(zhuǎn)移到其他器官。

4 小 結(jié)

綜上所述，作為腫瘤微環(huán)境的重要組成部分和重要信號分子的載體，外泌體在細(xì)胞間物質(zhì)轉(zhuǎn)移和信號轉(zhuǎn)導(dǎo)中起著至關(guān)重要的作用，參與了鼻咽癌的發(fā)生和發(fā)展；鼻咽癌來源的外泌體通過參與細(xì)胞間的通訊，使新生血管生成從而促進(jìn)腫瘤浸潤、轉(zhuǎn)移，甚至與鼻咽癌細(xì)胞凋亡、放化療抵抗、免疫應(yīng)答等相關(guān)，有望成為鼻咽癌診斷或預(yù)后的生物標(biāo)記物。雖然最近幾年對外泌體的研究取得一定進(jìn)展，但是對外泌體分類、追溯來源，甚至其發(fā)揮作用的具體分子機(jī)制仍有待明確。闡明其功能和臨床意義，可以為開發(fā)新的、有效的抑制血管生成藥物開辟新的途徑，最終將為鼻咽癌的臨床管理做出貢獻(xiàn)。