外泌體調控婦科惡性腫瘤相關機制的研究進展

羅艷露，范江濤

(廣西醫科大學第一附屬醫院婦科，南寧 530021)

據《2018年全球癌癥統計數據》顯示，婦科惡性腫瘤的發病率及死亡率均較高并有上升趨勢[1]，是目前威脅女性生命健康的常見疾病之一。據統計，我國每年約有45萬人死于婦科腫瘤[2]。由于早期缺乏有效的診斷手段，大部分患者發現即為中晚期，治療主要以手術為主，輔以放療、化療、內分泌治療及生物治療等，但療效較差。因此，亟須尋找新型有效的臨床治療手段。研究發現，外泌體在腫瘤的血管生成、上皮-間充質轉化(epithelial-mesenchymal transition，EMT)、免疫逃逸、轉移前微環境形成、耐藥、診治等方面發揮重要作用[3]。近年來，研究發現外泌體不僅可以通過促進卵巢癌細胞生長[4]、腫瘤轉移及血管形成[5]等參與卵巢癌的發病和進展過程，還在化療藥物治療卵巢癌的敏感性方面發揮重要調控作用[6]。同樣，外泌體在宮頸癌、子宮內膜癌的發生發展過程中亦扮演重要角色，因此研究外泌體在婦科惡性腫瘤中的作用機制有望為其臨床治療與預防提供新線索。現就外泌體調控婦科惡性腫瘤相關機制的研究進展予以綜述，旨在為婦科惡性腫瘤的診斷、治療及預后提供新思路。

1 外泌體概述

外泌體是由活性細胞分泌的一種直徑為30～150 nm的微小囊泡，其組成成分主要包括核酸、蛋白質及脂質等。外泌體表面呈脂質雙層結構，富含膽固醇、二酰甘油、鞘脂、磷脂等脂類物質，可以維持外泌體的形態，使其能夠穩定地存在于血清、尿液、子宮內膜液、陰道分泌物、腹水等體液中[7]。外泌體的生物發生起源于內吞途徑，溶酶體通過質膜向外起泡形成泡外體或微粒并內陷形成多囊泡體，多囊泡體又形成腔內囊泡，并在與質膜融合后將腔內囊泡釋放到細胞外形成外泌體。因此外泌體被認為是細胞間傳遞信號的重要通信介質，可以作為信號分子參與多種生物學過程[8]。而源自人類癌細胞的外泌體具有參與癌細胞之間信號蛋白水平轉移并促進其侵襲活性的能力。有研究證實，腫瘤細胞來源的外泌體在腫瘤的發生發展、侵襲、轉移、預后等過程中起重要的調控作用[9]。卵巢癌、宮頸癌、子宮內膜癌均可分泌外泌體，且外泌體在婦科惡性腫瘤的發生進展、免疫抑制、促進新生血管形成以及腫瘤細胞增殖、遷移中均發揮重要的驅動作用。

2 外泌體參與婦科惡性腫瘤發生發展的機制

有文獻報道，與健康人群和良性腫瘤患者相比，卵巢癌[10]、宮頸癌[11]、子宮內膜癌[12]患者血清中的外泌體水平升高。另有研究證實，外泌體參與腫瘤形成的多種過程，包括腫瘤發生、轉移、侵襲、免疫抑制、血管新生、EMT、化療耐藥等[13]。因此推測，外泌體在婦科惡性腫瘤的生理病理活動中扮演重要角色，調控腫瘤的發生發展。

2.1外泌體調控婦科惡性腫瘤的發生發展

2.1.1卵巢癌 卵巢癌進展快，惡性程度高，預后差，為尋找有效的診治手段，學者們致力于探索卵巢癌發生機制，而外泌體可以通過改造卵巢癌細胞的生長微環境調控卵巢癌的發生發展過程，所以備受科研人員的關注。Melo等[14]指出，不同的卵巢癌細胞系釋放出的外泌體數量不同，而侵襲性更強的細胞系釋放出的外泌體更多，表明外泌體能夠增加卵巢癌的惡性程度。Cho等[15]發現，卵巢癌細胞的外泌體通過激活細胞內信號轉導途徑誘導脂肪組織來源的間充質干細胞中肌成纖維細胞表型和功能，產生與腫瘤相關的肌成纖維細胞，從而促進腫瘤細胞的惡性進展。隨后Baroni等[16]在乳腺癌中進一步證實了外泌體通過攜帶微RNA(microRNA，miRNA/miR)-9可以激活正常成纖維細胞的促進腫瘤轉移、遷移和侵襲能力，并提出外泌體可以誘導腫瘤相關成纖維細胞的形成。一項研究報道，在多個卵巢癌細胞系均發現了外泌體miR-34b通過直接結合并調節Notch2基因的表達而抑制腫瘤細胞增殖，并抑制細胞的EMT作用[17]，而EMT已被證實與細胞的侵襲和遷移能力有關[18]，即外泌體來源的miR-34b可以抑制卵巢癌細胞的增殖、侵襲及遷移能力，說明外泌體還具有抑制腫瘤進展的作用，與其功能性成分相關。Wang等[19]研究證實了外泌體在卵巢癌發生發展過程的重要調控作用，通過在細胞水平上對比外泌體處理前后卵巢癌細胞的活力，發現外泌體處理后SKOV3和CoC1兩大卵巢癌細胞系中細胞活力顯著提高、細胞凋亡數量減少；另外，他們還在建立的裸鼠模型中發現經過外泌體處理的細胞體內成瘤體積顯著增大，異種移植腫瘤重量也顯著增加，提示外泌體在體內實驗中也可以促進腫瘤生長。外泌體作為腫瘤機制學的重要研究分子，對卵巢癌的發病及惡化均具有重要意義，因此外泌體有望成為卵巢癌發病機制研究的新靶點。

2.1.2宮頸癌 目前，關于外泌體在宮頸癌發生發展過程中作用的研究不斷增多。Honegger等[20]發現，病毒基因E6/E7通過分泌外泌體miRNA實現了對人乳頭瘤病毒陽性宮頸癌細胞生長、增殖的調控。易紅艷等[21]從宮頸癌細胞中提取出外泌體，并將其放入癌前細胞Ectl培養體系中，結果發現癌前細胞Ectl發生了EMT變化，細胞的體外侵襲能力也明顯增加，故指出外泌體可以啟動宮頸癌的惡性轉變過程。在相關體內實驗中，Shi等[22]使用復發性宮頸癌患者的腫瘤組織制作了宮頸癌原始和復發小鼠模型，并對這些小鼠的腫瘤和外泌體進行了基因分析，發現轉錄激活因子1和ras基因的表達水平均顯著升高，且也可在血液外泌體中檢測到，而轉錄激活因子1和ras基因在腫瘤細胞增殖、凋亡、血管生成等方面起重要作用，進一步證實了外泌體可以調控宮頸癌的發病與進展。另外，Zhang等[23]提取了宮頸癌患者陰道分泌物并分離其中的外泌體，測量外泌體中磷脂酰肌醇-3-激酶(phosphatidylinositol-3-kinase，PI3K)/蛋白激酶B(protein kinase B，PKB/Akt)/哺乳動物雷帕霉素靶蛋白(mammalian target of rapamycin，mTOR)基因的表達量，并與宮頸癌組織及癌旁正常宮頸組織進行比較，結果顯示無論是陰道分泌物中的外泌體還是癌組織中的PI3K/Akt/mTOR表達水平均高于正常宮頸組織，而PI3K/Akt/mTOR基因被認為與腫瘤的發生及惡性程度有關，因此推測宮頸癌患者陰道分泌的外泌體能夠調控腫瘤發生，并與腫瘤惡性程度相關。目前，有關外泌體與宮頸癌的研究不斷深入，學者們也致力于從分子機制學出發探究宮頸癌的發病機制，而外泌體作為宮頸癌研究的新型輔助工具具有潛在的研究價值。

2.1.3子宮內膜癌 隨著外泌體在子宮內膜相關疾病中作用機制研究的增多，關于外泌體與子宮內膜癌的關系逐漸成為研究熱點。Maida等[24]將子宮內膜成纖維細胞與含有熒光標記外泌體的子宮內膜癌細胞共同培養，發現子宮內膜癌細胞外泌體功能性miRNA可以轉移至子宮內膜成纖維細胞中并導致其原有miRNA的表達改變，從而促進子宮內膜癌的惡性進展。王明霜等[25]研究表明，人體組織脂肪干細胞分泌的外泌體能促進子宮內膜癌HEC-251細胞增殖及抑制其凋亡。Che等[26]研究發現，多囊卵巢綜合征患者的外泌體miR-27a-5p水平高于正常對照者；同時他們通過miR-27a-g5p轉染人子宮內膜癌的Ishikawa和HEC-1A細胞系發現，外泌體miR-27a-g5p可以通過直接靶向Smad4促進腫瘤細胞的遷移和侵襲。另外Li等[27]發現，與正常成纖維細胞相比，癌相關成纖維細胞衍生的外泌體顯著增加了子宮內膜癌細胞的侵襲力，并證明miR-148b可以通過外泌體從癌相關成纖維細胞轉移至子宮內膜癌細胞，從而促進腫瘤的進展；另一方面，他們結合體外和體內實驗證實，miR-148b可以通過直接與子宮內膜癌細胞下游靶基因DNA甲基轉移酶1結合來抑制子宮內膜癌的轉移，從而起到抑癌作用，提示外泌體在腫瘤機制調控中的雙向性。Shi等[28]從子宮內膜癌細胞培養基中純化外泌體，發現子宮內膜癌細胞可以分泌含有miR-133a的外泌體，并進一步證實外泌體miR-133a可能調節子宮內膜癌組織中FOXL2基因的下調，而FOXL2已被證實可以抑制腫瘤細胞增殖并增加細胞凋亡[29-30]。此外，Shi等[22]發現子宮內膜癌細胞衍生的外泌體可能被基質細胞吸收，進一步證實了外泌體miRNA可能促進子宮內膜癌的發生發展。可見，外泌體功能多樣，其攜帶的信號分子不同，發揮的作用也不同，外泌體在子宮內膜癌的進展中不僅起重要的驅動作用，亦有抑癌作用，但具體機制仍需進一步探索。

2.2外泌體抑制婦科惡性腫瘤的免疫反應 免疫抑制可以促進腫瘤的進展，而腫瘤細胞來源的外泌體在腫瘤的免疫反應中起著抑制作用。Taylor和Ger?el-Taylor[9]從卵巢癌患者腹水中提取出高表達Fas配體的外泌體，將其與T細胞(Jurkat細胞)共同孵育后觀察到CD3和Janus激酶3的表達均受到抑制，而抑制CD3和Janus激酶3表達可以直接誘導T細胞凋亡，造成卵巢癌微環境的免疫抑制，進而促進腫瘤細胞的增殖。Czystowska-Kuzmicz等[31]也報道了精氨酸酶1攜帶的外泌體通過抑制T細胞生長加速了卵巢癌的進展。Shenoy等[32]研究證實，在T細胞抗原受體依賴性激活過程中，卵巢癌腹水源性外泌體與T細胞混合后可以抑制幾個激活點，包括核因子κB和活化T細胞核因子向細胞核的轉移，以及活化T細胞核因子能夠上調CD69和CD107a細胞因子的產生，這些激活點的抑制最終可以導致免疫抑制，從而促進腫瘤細胞增殖。以上研究說明，外泌體通過影響腫瘤的免疫機制反應來實現對腫瘤進展的調控作用。在婦科惡性腫瘤中，關于外泌體在子宮內膜癌及宮頸癌中的免疫抑制作用研究較少，仍有待深入研究。

2.3外泌體促進婦科惡性腫瘤新生血管形成 惡性腫瘤的進展依賴新生血管的形成來提供其所需要的豐富營養，外泌體可以通過刺激血管生成相關分子的表達等方式促進腫瘤血管的形成，從而影響腫瘤的進展。目前，關于外泌體促進婦科惡性腫瘤新生血管形成的研究逐漸受到重視。Ghorbanian等[33]發現，卵巢癌細胞外泌體通過促進內皮細胞中血管內皮生長因子的表達，促進卵巢癌腫瘤血管的形成。另有研究發現，外泌體miR-205通過調節血管內皮生長因子參與卵巢癌細胞的增殖、遷移、侵襲和凋亡等過程[34]。這些研究為外泌體調控卵巢癌發生發展的機制研究提供了新思路。此外，研究發現子宮頸鱗癌細胞外泌體通過介導miR-221-3p調節血管生成，促進宮頸癌的發展[35]。Lei和Mou[36]研究發現，功能性致癌基因長鏈非編碼RNA(long non-coding RNA，lncRNA)牛磺酸上調基因1能夠通過外泌體轉移的方式從人宮頸癌HeLa和CaSki兩大細胞系傳遞至人臍靜脈內皮細胞，然后通過刺激血管生成相關基因的表達并抑制細胞凋亡來促進宮頸癌的血管生成和內皮細胞增殖，從而促進腫瘤的生長和轉移。以上研究表明，外泌體可以通過調控新生血管的形成直接影響婦科惡性腫瘤的發生發展，為外泌體調控婦科惡性腫瘤發病機制的研究奠定了基礎。

2.4其他 目前已知外泌體調控腫瘤進展的途徑多樣，但具體機制尚未清楚，如Xu等[37]從子宮內膜癌患者血清外泌體中鑒定出209份上調和66份下調的miRNA，通過探究這些差異表達miRNA基因的調控機制，發現其中3條途徑(局部黏附、細胞外基質受體相互作用和肌動蛋白細胞骨架調節)與腫瘤的遷移和侵襲相關，因此提出外泌體miRNA可以促進子宮內膜癌的遷移與侵襲。李鑫等[38]通過對富含miR-302a的人臍帶間充質干細胞來源的外泌體對子宮內膜癌細胞增殖、遷移等生物學行為的影響進行研究，發現富含miR-302a的外泌體通過與Akt作用下調細胞周期蛋白D1表達抑制子宮內膜癌細胞的增殖、遷移。同樣，Zhang等[11]研究發現宮頸癌患者的宮頸陰道灌洗樣本外泌體的lncRNA表達水平明顯高于健康人群，且lncRNA已被證實可以促進腫瘤的發病及惡化，但具體作用機制尚不清楚。可見，外泌體在婦科惡性腫瘤發生發展過程中的作用復雜多樣，但具體作用機制尚不明確，未來需深入探索。

3 外泌體在婦科惡性腫瘤中的臨床應用

3.1外泌體作為婦科惡性腫瘤的生物學標志物 外泌體具有易獲取、創傷性小、穩定性好、特異性高等優勢，有成為液體活檢循環標志物的巨大潛力。為尋求新型有效的診斷手段，探索外泌體在婦科惡性腫瘤中的存在方式及成分備受關注。研究發現，miR-483-5p、miR-1246、miR-1275、miR-1290在宮頸癌患者血清的外泌體中高表達[39]；同時，有學者在卵巢癌外泌體微陣列的研究中發現包括miR-99a-5p在內的miRNA水平出現明顯升高[40]；另外，Roman-Canal等[41]在25例子宮內膜癌患者的腹腔灌洗液外泌體中發現114種明顯失調的miRNA。這些研究結果提示，外泌體攜帶的lncRNA、miRNA可作為生物標志物用于婦科惡性腫瘤的診斷。外泌體不僅具有早期診斷價值，在人類多種腫瘤的疾病預后評估中也有一定作用。但目前關于外泌體在婦科惡性腫瘤預后評估中的作用研究較少。Tang等[42]發現，血清外泌體缺氧誘導因子1在上皮性卵巢癌中過表達，可作為預測預后不良的無創生物標志物。Guo等[43]提出，宮頸癌患者血清外泌體中的lncRNA外泌體復合物7可作為評估療效和檢測宮頸癌復發的重要生物標志物。隨著外泌體分離技術的不斷提高及相關研究的深入，外泌體作為婦科惡性腫瘤生物學標志物應用于臨床診療具有較大潛力。但由于外泌體的分離方法尚無最佳標準及其診斷的敏感性及特異性尚不明確，外泌體作為生物學標志物應用于臨床的診斷及預后評估仍是一項巨大挑戰。

3.2外泌體在婦科惡性腫瘤治療中的前景 由于外泌體體積小，以及能夠穩定的存在于體液中的特性，使其在婦科惡性腫瘤治療方面的研究日益增多。Chen等[44]通過小鼠研究表明，樹突狀細胞分泌的外泌體能夠誘導對宮頸癌強烈保護性的免疫反應，具有明顯的腫瘤抑制作用，因此外泌體可能用于宮頸癌的免疫治療。在卵巢癌中，來自脂肪間充質干細胞的外泌體通過阻斷細胞周期和激活線粒體介導的凋亡信號抑制A2780人卵巢癌細胞的增殖，表明外泌體miRNA在這一抑制途徑中的重要性，有成為卵巢癌抑制劑的潛力[45]。以上研究表明，靶向外泌體的生物發生和分泌對婦科惡性腫瘤治療具有潛在的臨床意義。

4 小 結

外泌體與卵巢癌、宮頸癌、子宮內膜癌的發生發展密切相關，可以通過調控腫瘤細胞的生物學行為、新生血管形成、免疫抑制及微環境改造等促進腫瘤的發展轉移。隨著研究的深入，外泌體在多種婦科惡性腫瘤早期診斷、預后評估及治療方面表現出巨大的應用前景。但外泌體在疾病發病和進展中的具體作用機制仍不明確，需進一步研究。未來，根據外泌體在婦科惡性腫瘤疾病中的具體作用機制，并結合早期診斷，針對性地治療和預防以及解決腫瘤耐藥等問題，對婦科惡性腫瘤的早期治療、降低患者死亡率等具有重要意義。