外泌體在結直腸癌轉移中的研究進展

郝佳慧 劉成霞 王娜 儲琳琳 孫虓

[摘要]?轉移是結直腸癌病死率高的主要原因。外泌體是由腫瘤細胞或非腫瘤細胞分泌的細胞外囊泡，囊泡包含并傳輸蛋白質、脂類、核酸等物質，可造成細胞通信異常。研究表明，外泌體在結直腸癌的轉移過程中發揮重要作用。本文對外泌體在結直腸癌轉移中作用機制的研究進展進行綜述，為結直腸癌的臨床診療提供理論依據。

[關鍵詞]?結直腸癌；外泌體；微RNA

[中圖分類號]?R735??????[文獻標識碼]?A??????[DOI]?10.3969/j.issn.1673-9701.2023.21.026

結直腸癌（colorectal?cancer，CRC）是消化道惡性腫瘤之一，其發病率高，病死率居全球惡性腫瘤第2位[1]。近年來，CRC的發病率呈逐年上升且年輕化趨勢。盡管大部分Ⅰ/Ⅱ期CRC患者均可得到有效治療，但轉移性結直腸癌（metastatic?CRC，mCRC）患者的5年生存率僅約10%[2]。深入探究CRC的侵襲轉移機制、發現新的腫瘤標志物及治療靶點可有效改善mCRC患者的預后。

1??概述

1.1??外泌體

外泌體最初以“分泌囊泡”的形式被發現，是一種單膜細胞器，直徑為30～150nm[3]。特定的蛋白質、氨基酸、微RNA（microRNA，miRNA）、長鏈非編碼RNA（long?noncoding?RNA，lncRNA）等生物活性物質被脂質雙分子層包裹后由細胞釋放形成外泌體，進而進入血漿、尿液、母乳、腦脊液和滲出液等體液中，以旁分泌或內分泌的形式作用于靶細胞，從而參與各種生理病理活動。

外泌體的發生涉及質膜的雙重內陷過程。細胞質膜包裹著細胞表面及細胞外環境成分內陷形成早期分選內體；內體膜的特定區域又包裹細胞質成分再次內陷形成腔內小泡；內體膜的持續內陷導致多個腔內小泡的生成，最終形成多泡體；隨著多泡體與質膜的融合，腔內小泡被分泌至細胞外即產生外泌體。外泌體通過大細胞吞噬作用和突觸小泡蛋白介導的細胞內吞等進入受體細胞而發揮作用或被降解[4]。研究發現腫瘤細胞的所有信息都可跟隨外泌體排出細胞，并在細胞外表達，甚至引發繼發侵犯和遠處轉移[5]。研究表明，腫瘤來源的外泌體可通過改變腫瘤微環境等多種途徑促進腫瘤的侵襲和轉移；血小板、成纖維細胞及基質細胞等非腫瘤細胞來源的外泌體也可釋放內容物，調節腫瘤的侵襲和轉移[6]。

1.2??CRC的轉移

CRC轉移是原發腫瘤細胞向遠處器官及組織定向運動并定植的過程。“種子–土壤學說”提出腫瘤轉移的誘導需原發腫瘤和特定組織間的長距離細胞通信，而目前腫瘤細胞的通信活動機制尚不明確。CRC轉移的分子機制包括：①CRC細胞基因的改變；②細胞外基質成分的改變；③轉移過程中內皮細胞、成纖維細胞、巨噬細胞等多種細胞的參與；④新的淋巴管、血管的生成；⑤外泌體介導CRC細胞轉移。

2??外泌體介導CRC轉移的分子機制

2.1??外泌體促進血管生成

血管生成是腫瘤發生轉移過程中的關鍵步驟。血管內皮生長因子（vascular?endothelial?growth?factor，VEGF）是直接作用于血管內皮細胞的生長因子，外泌體通過影響轉錄因子的表達等方式參與VEGF信號通路的激活。Shang等[7]研究發現CRC細胞可釋放含有高水平miR-183-5p的外泌體，通過調控叉頭盒轉錄因子O1促進CRC的細胞增殖、侵襲及血管生成。Hu等[8]研究發現，外泌體miR-1229通過直接調控轉錄因子抑制劑HIPK2上調VEGF的表達，從而促進人臍靜脈內皮細胞的血管生成。Yoon等[9]研究證實，CRC衍生外泌體能激活早期生長反應因子1，從而促進血管生成。另有研究發現CRC細胞釋放的外泌體富含與細胞周期相關的信使RNA，提示外泌體通過調節細胞周期促進血管生成[10]。研究證實，低氧時CRC細胞釋放的含有果蠅無翅/整合素（Wingless/Integrated，Wnt）4的外泌體通過誘導Wnt/β-聯蛋白（β-catenin）信號通路，刺激內皮細胞的增殖和遷移[11]。

2.2??外泌體調控上皮間質轉化

上皮間質轉化（epithelial-mesenchymal?transition，EMT）在腫瘤的遷移、侵襲過程中發揮重要作用。外泌體通過調控EMT的發生發展，進而調控CRC的侵襲和轉移。Liu等[12]研究發現具有高度侵襲性的CRC細胞分泌的外泌體可將miR-106b-3p轉運并傳導至周圍細胞，誘導EMT相關蛋白的表達，促進周圍細胞發生EMT，增強腫瘤細胞的轉移能力。Hu等[13]證實腫瘤相關成纖維細胞分泌的外泌體可被CRC細胞內吞，激活Wnt1/β-catenin信號通路；或直接下調FBXW7等抑癌因子并抑制線粒體凋亡、CRC細胞的EMT增加。研究表明缺氧可誘發EMT，但外泌體與缺氧時EMT發生之間的相關性尚不明確。

2.3??外泌體參與構建CRC轉移前生態位

轉移前生態位是指發生轉移的CRC細胞在到達新的目的地之前，腫瘤細胞通過與遠處器官的相互作用而創造適宜其生存的微環境，其特征包括血管通透性、局部組織炎癥、免疫抑制、基質細胞激活和細胞外基質重塑等。外泌體通過促進或抑制特定蛋白的表達、改變轉移前微環境中物質水平等多種途徑參與轉移前生態位的形成。

血管通透性的增加是腫瘤轉移前生態位形成的特征之一。Krüppel樣轉錄因子2、Krüppel樣轉錄因子4可調節肝臟和肺臟內皮細胞VEGF受體及緊密連接相關蛋白的表達，從而增加血管通透性并促進血管生成。Zeng等[14]研究提出，CRC分泌的富含miR-25-3p的外泌體可沉默Krüppel樣轉錄因子2、Krüppel樣轉錄因子4，增加血管通透性，促進血管生成，從而促進轉移前生態位的形成。CRC肝轉移模型研究發現，人結腸癌HT-29細胞系具有較高的轉移潛能，且HT-29細胞源性外泌體可顯著增加結腸癌細胞Caco-2的轉移負擔。Wang等[15]研究發現HT-29細胞釋放的外泌體可促使趨化因子受體4在轉移前微環境中的水平升高，提示外泌體可能通過招募表達趨化因子受體4的基質細胞，從而促進轉移前生態位的發生。

2.4??外泌體在CRC嗜器官轉移中發揮作用

腫瘤細胞的嗜器官轉移是指腫瘤細胞可優先定植于特定器官。嗜器官定植由器官的解剖學特征決定，CRC細胞定植肝臟主要是由肝門靜脈系統對結腸的引流造成的。Hoshino等[16]研究揭示，外泌體整合素（integrin，ITG）在嗜器官轉移中發揮關鍵作用，ITGα6β4和α6β1主要存在于肺嗜性外泌體中，ITGavβ5則主要存在于肝嗜性外泌體中。研究發現外泌體ITG通過核因子κB信號通路激活成纖維細胞，激活的成纖維細胞則產生高水平促炎細胞因子，從而觸發肝臟和肺臟轉移前生態位的建立[17]。基于外泌體在嗜器官轉移中的作用，臨床治療可利用其干預腫瘤的轉移。Jiang等[18]研究證實下調CRC外泌體中血管生成素樣蛋白1可抑制相關信號通路，調控Krüppel細胞的分泌模式，降低基質金屬蛋白酶9的表達，從而抑制CRC的肝轉移。

2.5??外泌體增強免疫逃避功能

免疫系統在腫瘤的發展和轉移過程中發揮重要作用，其具有促進和抑制腫瘤的雙重能力，一旦免疫控制與腫瘤生長之間的平衡被打破，腫瘤細胞便會發生免疫逃逸[19]。研究發現，與非侵襲性腫瘤細胞相比，侵襲性腫瘤細胞可發生轉移[20]。CRC患者腫瘤基因組與免疫特征聯合分析研究揭示，免疫編輯也在CRC轉移進展中發揮關鍵作用[21]。

Huber等[22]研究證實，CRC衍生的外泌體可釋放腫瘤壞死因子相關凋亡誘導配體等免疫調節分子，誘導T細胞凋亡，從而抑制免疫功能。外泌體轉化生長因子（transforming?growth?factor，TGF）-β1亦被證實可由CRC細胞進入T細胞，在T細胞中刺激TGF-β/Smad、抑制應激激活蛋白激酶，誘導T細胞表型轉變為調節性T細胞[23]。外泌體也對單核細胞產生作用。Valenti等[24]研究發現，CRC衍生外泌體進入單核細胞后可改變單核細胞分化為髓樣抑制細胞進程，進一步抑制免疫細胞和T細胞增殖。巨噬細胞是腫瘤微環境的主要滲透成分，也受外泌體影響。巨噬細胞分為M1型和M2型巨噬細胞。腫瘤相關巨噬細胞是指具有抗炎和促腫瘤活性的M2型巨噬細胞[25]。CRC釋放的含miR-1246的外泌體可對鄰近巨噬細胞進行重新編程，并將微環境轉變為抗炎和免疫抑制狀態。

3??總結與展望

外泌體作為細胞間信息交流的載體，分布廣且易獲得。目前，國內外對外泌體的研究尚處于探索階段，其促進CRC轉移的機制復雜，尚未完全明確。分布于不同體液中外泌體的差異、轉移細胞產生的外泌體對CRC原發腫瘤的影響、轉移過程中外泌體影響受體細胞所需要的數量和時間等問題仍亟待進一步研究；上述問題的探究有利于更好地理解外泌體在CRC轉移中發揮的作用，從而為利用外泌體進行抗轉移治療提供理論依據。

[參考文獻][1] BRAY?F，?FERLAY?J，?SOERJOMATARAM?I，?et?al.?Global?cancer?statistics?2018：?GLOBOCAN?estimates?of?incidence?and?mortality?worldwide?for?36?cancers?in?185?countries[J].?CA?Cancer?J?Clin，?2018，?68（6）：?394–424.

[4] DANG?Y，?ZHANG?S，?WANG?Y，?et?al.?State-of-the-art：?Exosomes?in?colorectal?cancer[J].?Curr?Cancer?Drug?Targets，?2022，?22（1）：?2–17.

[12] LIU?H，?LIU?Y，?SUN?P，?et?al.?Colorectal?cancer-derived?exosomal?miR-106b-3p?promotes?metastasis?by?down-regulating?DLC-1?expression[J].?Clin?Sci?（Lond），?2020，?134（4）：?419–434.

[19] VINAY?D?S，?RYAN?E?P，?PAWELEC?G，?et?al.?Immune?evasion?in?cancer：?Mechanistic?basis?and?therapeutic?strategies[J].?Semin?Cancer?Biol，?2015，?35?Suppl：?S185–S198.