外泌体在肿瘤发展中的研究进展

Ｔｙｐｅ
２ ｅｘｏｓｏｍｅｓ
Ａｎｔｉｇｅｎ ｐｒｅｓｅｎｔａｔｉｏｎ ａｎｄ ｃｏ—ｓｔｉｍｕｌａｔｉｏｎ ｏｆ ｏｔｈｅｒ ｃｅｌｌｓ
Ｔｈｅ ｅｘｏｓｏｍｅｓ ｃｏｎｔａｉｎｉｎｇ
ＲＮＡ
ｆｏｒ ｃｅｌｌｓ
ｓｙｎｃｈｒＯｎｉｓｉｎຫໍສະໝຸດ Baidu，ａ仟ｅｃｔｉｎｇ
ｎｅｉｇｈｂｏｒｉｎｇ
图１根据外泌体功能侧重点分型的２种不同类型的外泌体
首先使用树突状细胞来源的外泌体作为肿瘤疫苗，并在动 物模型上成功治愈肿瘤后，许多学者对树突状细胞来源的 外泌体和肿瘤来源的外泌体的抗肿瘤免疫作用进行了深入 的研究，其中部分研究已进入Ｉ期临床试验阶段。 树突状细胞来源的外泌体是研究较多的一种肿瘤疫 苗，由于其包含了几乎所有的抗原呈递分子，如共刺激分 子ＣＤ８６、ＭＨＣ Ｉ和Ⅱ类分子以及ＣＤｌａ、ｂ、Ｃ和ｄ等， 因此能够诱发或放大获得性免疫，并通过自然杀伤细胞活 化固有免疫［２４】。非小细胞肺癌以及黑素瘤患者的Ｉ期临 床试验［２５，２６］显示，肿瘤患者均可耐受树突状细胞来源外 泌体的肿瘤免疫疗法，且部分患者病情稳定，免疫反应得 以激活。 ３．２外泌体在肿瘤免疫逃逸中的作用 虽然大量研究表
（ｃｙｔｏｔｏｘｉｃ Ｔ ｌｙｍｐｈｏｃｙｔｅ，ＣＴＬ），使其产生肿瘤杀伤作用。
体，可以明显促进小鼠腹腔内肿瘤的生长‘６１。Ｘｉａｎｇ等ｍ 从小鼠皮下肿瘤实体中分离出外泌体，证实其具有促进肿 瘤生长的作用。目前，已有越来越多的学者开始关注外泌 体在肿瘤发生和发展中的作用及其机制。
１外泌体影响肿瘤生长的分子生物学基础 细胞在体外培养的过程中可以分泌出外泌体并释放到 培养液中。已有文献报道，在多种细胞培养液中可以分离 出外泌体，例如Ｔ淋巴细胞、肥大细胞以及多种肿瘤细 胞株【４＇５’８－１０］ｏ细胞释放外泌体的过程复杂而有序：细胞中 的内涵体也被称为多泡体，由来源于管腔内小体的小囊泡 所组成，其主要功能是降解内化的细胞膜表面蛋白以及来 源于顺式高尔基网状系统的蛋白；内涵体可与溶酶体融合 并结合到细胞膜上，再将其中的小囊泡释放至细胞外，这 些被释放到细胞外的小囊泡就被称为外泌体［１ｌｊ。 外泌体可携带有多种蛋白分子，基于其分泌过程，其 蛋白成分也随来源细胞的不同而存在差异。来源于ＡＰＣ
Ｐｒｏｇｒｅｓｓ ｉｎ ｒｅｓｅａｒｈ ｏｆ ｏｆ ｅｘｏｓｏｍｅｓ ｊｉｌ ｔｕｍｏｒ ｐｒｏｇｒｅｓｓｉｏｎ
ＹＡＮＧ Ｚｉ－ｎａｎ，ＷＥＩ Ｊｉ—ｗｕ
Ｓｃｈｏｏｌ ｏｆ
Ｍｅｄｉｃｉｎｅ，Ｎａｎｊｉｎｇ Ｕｎｉｖｅｒｓｉｔｙ，Ｎａｎｊｉｎｇ ２１ ００９３，Ｃｈｉｎａ
ａ
［ＡＢＳＴＲＡＣＴ］Ｅｘｏｓｏｍｅ ｉｓ
生和肿瘤转移，以及直接作用于肿瘤细胞等途径，影响肿瘤的进展。外泌体可应用于肿瘤的诊断。本文总结了近
年来有关外泌体在肿瘤发展中作用的研究进展。
【关键词】
外泌体；肿瘤进展；肿瘤诊断；免疫逃逸；肿瘤血管新生；肿瘤疫苗
【中图分类号】Ｒ７３０．２
【文献标志码】Ａ
【文章编号】１０００—７４３１（２０１１）０６—５６５—０５
移至其他肥大细胞株中，且外泌体中的ｍＲＮＡ可以在受 体细胞中表达新的鼠源性蛋白［ｔＳｌｏ最近有研究发现，肿瘤 细胞中存在同样的情况，成胶质细胞瘤分泌的微小囊泡中 的ｍＲＮＡ可以被其他细胞摄取并表达【１ ９１。有学者将这些 外泌体中的ＲＮＡ称为外泌体穿梭ＲＮＡ（ｅｘｏｓｏｍａｌ ｓｈｕｔｔｌｅ ＲＮＡ，ｅｓＲＮＡ）【１４Ｊ。总之，外泌体中可能包含ｍＲＮＡ和 ｒｎｉ砌ｑＡ，而这些ＲＮＡ可以被另一个细胞摄取并表达。 有学者指出，根据外泌体功能的侧重点，可以将外泌 体分为２种类型：（１）Ｉ型外泌体，即有免疫活性的外泌 体，在抗原递呈和共刺激过程中发挥作用；（２）ｌＩ型外泌
因此，外泌体作为一种潜力巨大的肿瘤疫苗，得到了广泛 的研究¨。ｊ。 然而，有学者发现肿瘤细胞来源的外泌体对肿瘤生 长具有促进作用。一项研究报道，给予预先种植卵巢癌细 胞的小鼠腹腔注射从卵巢癌患者腹腔积液中分离出的外泌
Ｃｏｒｒｅｓｐｏｎｄｅｎｃｅ
ｔｏ：ＷＥＩ Ｊｉ一州（魏继武）
Ｅ—ｍａｉｌ：ｗｊｗ＠ｎｊｕ．ｅｄｕ．ｃａ
ｃｅｌｌ ｔｙｐｅｓ．Ｅｘｏｓｏｍｅ
ｃａｎ
ｎａｎｏｓｉｚｅｄ
ｍｅｍｂｒａｎｅ ｍｉｃｒｏｖｅｓｉｃｌｅ ｏｆ ｅｎｄｏｃｙｔｉｃ ｏｒｉｇｉｎ ｓｅｃｒｅｔｅｄ ｂｙ ｍｏｓｔ ｃｅｌｌｓ ａｎｄ ｍａｙ ｂｅ ｉｎｖｏｌｖｅｄ ｉｎ ｃｅｌｌ－ｔｏ－ｃｅｌｌ ｅｘｏｓｏｍｅ ｍａｙ
ｃａｒｒｙ ｐｒｏｔｅｉｎｓ ａｎｄ ＲＮＡｓ ｆｒｏｍ ｄｅｒｉｖｅｄ
体，含有数量可观的ＲＮＡ并介导细胞之间遗传物质的交
流（图１）。在此基础上，外泌体或许可以使同一种细胞 在一个特定的环境内达到同步化，或者使细胞转向另一种 功能状态（例如细胞的分化）【１４】。 总而言之，外泌体在细胞间物质和信息转导中的作用 奠定了其影响肿瘤生长的分子生物学基础。
Ｔｙｐｅ
１
ｅｘｏｓｏｍｅｓ
ｓｕｂｓｔａｎｃｅ ｔｒａｎｓｐｏｒｔｉｎｇ ａｎｄ ｓｉｇｎａｌｉｎｇ．Ｒｅｃｅｎｔｌｙ，ａｃｃｕｍｕｌａｔｅｄ ｓｔｕｄｉｅｓ ｈａｖｅ ｓｈｏｗｎ ｔｈａｔ ｔｈｅ ｐｌａｙ
ａｎ
ｉｍｐｏｒｔａｎｔ ｒｏｌｅ ｉｎ ｔｕｍｏｒ ｐｒｏｇｒｅｓｓｉｏｎ ｂｙ ｒｅｇｕｌａｔｉｎｇ ａｎｔｉ—ｔｕｍｏｒ ｉｍｍｕｎｅ ｒｅｓｐｏｎｓｅｓ ａｎｄ ｐｒｏｍｏｔｉｎｇ ｍｅｔａｓｔａｓｉｓ．Ｅｘｏｓｏｍｅ
Ｅｘｏｓｏｍｅ；Ｔｕｍｏｒ ｐｒｏｇｒｅｓｓｉｏｎ；Ｔｕｍｏｒ ｄｉａｇｎｏｓｉｓ；Ｉｍｍｕｎｅ ｅｓｃａｐｅ；Ｔｕｍｏｒ ａｎｇｉｏｇｅｎｅｓｉｓ；
【Ｔｕｍｏｒ，２０１１。３ １（６）：５６５－５６９】 １９８６年，有学者在体外培养的绵羊红细胞上清液中 发现了一种有膜结构的小囊泡，被称之为外泌体。至１９９６ 年，有学者发现ＥＢ病毒转化的人Ｂ细胞内一些有膜结 构的小囊泡表面可表达主要组织相容性复合体（ｍａｊｏｒ ｈｉｓｔｏｃｏｍｐａｔｉｂｉｌｉｔｙｃｏｍｐｌｅｘ，ＭＨＣ）ｌｌ类分子，能激活Ｔ细胞， 并与红细胞内外泌体的形成过程和排出途径相似。自此之 后，人们对外泌体的研究集中于它的免疫刺激作用［１－３Ｊ ｏ研 究发现，抗原提呈细胞（ａｎｔｉｇｅｎ—ｐｒｅｓｅｎｔｉｎｇ ｃｅｌｌ，ＡＰＣ） 分泌的外泌体可以刺激Ｔ细胞的体外增殖和诱导体内的 抗肿瘤免疫反应。从肿瘤细胞中分泌出的包含肿瘤抗原的 外泌体则可以通过ＡＰＣ交叉呈递给细胞毒性Ｔ淋巴细胞
有研究明确指出外泌体有促进肿瘤血管新生的作用，但有 报道指出某些肿瘤细胞分泌的小囊泡可能具有此功能，且 这些小囊泡具备外泌体的某些特征或成分中含有外泌体。 有研究发现，结直肠癌细胞来源的微小囊泡富含细胞 周期相关ｍＲＮＡ，且这些ｍＲＮＡ可以促进内皮细胞增殖， 提示这些微小囊泡可能促进肿瘤血管新生［３２］ｏ最近的一 项研究则显示，在成胶质细胞瘤细胞来源的微小囊泡中， 富含促进血管新生的蛋白和ｍＲＮＡ，且这些微小囊泡中 的ｍＲＮＡ可以被正常宿主细胞摄人并表达。作者推测， 这些肿瘤细胞来源的微小囊泡可以影响肿瘤微环境，促进 肿瘤血管新生，进而促进肿瘤的侵袭和转移ｎ９１。有研究【３３ｌ 显示，肿瘤细胞来源的有膜结构的小囊泡，通过其携带的 神经鞘磷脂，可以在体外实验中促进内皮细胞迁徙、侵袭 和形成管腔，并在体内实验中促进血管新生。值得注意的 是，此研究中的体内实验是在鸡胚中进行的，而不是在动 物实验中明确观察到了其具有促进肿瘤血管新生的作用。 最近的一项研究显示，肿瘤细胞来源的外泌体具有促 进肿瘤转移的作用。研究发现，通过预先静脉注射外泌体， 小鼠皮下肿瘤的肺转移增多。同时，体外迁移实验发现肿 瘤细胞来源的外泌体可以通过刺激骨髓干细胞分泌趋化因 子ＣＣ趋化因子配体２以促进共培养的肿瘤细胞发生迁移。 作者推测外泌体系通过ＭｙＤ８８依赖方式诱导产生白细胞 介素６，以促进肿瘤的生长和转移ｏｓ４１。 虽然并没有研究明确指出外泌体可以促进肿瘤血管新
Ｉ型外泌体可能不含有ＲＮＡ，并主要参与抗原递呈 和共刺激过程；Ⅱ型外泌体中含有数量可观的ＲＮＡ，可 能参与相邻细胞间的通讯和同化过程‘２０］。
Ｔａｙｌｏｒ等ｍ１首先提出通过检测血液外泌体ｍｉＲＮＡ 来诊断卵巢癌，并进一步用于判断预后。该研究发现，从 血清中分离出的肿瘤来源外泌体中的ｍｉＲＮＡ，与卵巢癌 组织中提取出的ｍｉＲＮＡ具有很好的相关性；患者组与正
２外泌体在肿瘤诊断中的作用 ｍｉＲＮＡ作为一种在某些肿瘤中异常表达的非编码的 小ＲＮＡ，可以作为肿瘤诊断和预后判断的生物标志物【２１１。 然而，由于依靠组织活检来取得肿瘤组织再分析其 ｍｉＲＮＡ的方法具有创伤性，因此限制了其进一步的应用。 如上文所述，外泌体中可能含有ｍｉＲＮＡ【１引，且肿瘤在生 长过程中会不断地将外泌体释放到周围环境中去，因此检 测体液外泌体及外泌体砒呵Ａ有助于肿瘤诊断和预后判断。
ｃａｎ
ｔｕｍｏｒ ａｎｇｉｏｇｅｎｅｓｉｓ ａｎｄ
ｂｅ ｐｏｔｅｎｔｉａｌｌｙ ｕｓｅｄ ｉｎ ｔｕｍｏｒ ｄｉａｇｎｏｓｉｓ．Ｔｈｉｓ ｒｅｖｉｅｗ
ｓｕｍｍａｒｉｚｅｓ ｔｈｅ ｐｒｏｇｒｅｓｓｉｏｎ ｏｆ ｅｘｏｓｏｍｅ ｉｎ ｔｕｍｏｒ ｄｅｖｅｌｏｐｍｅｎｔ．
［ＫＥＹ ＷＯＲＤＳ］
Ｔｕｍｏｒ ｖａｃｃｉｎｅ
万方数据
杨子楠，等．外泌体在肿瘤发展中的研究进展
５６７
３外泌体对肿瘤发展的影响 目前，对于外泌体还未达成一个准确的通用定义。因 此，本文也纳入了一些关于细胞分泌、有膜结构、近似于 外泌体的小囊泡的研究。 外泌体具有细胞间物质和信息转导作用。在此基础 上，外泌体可能在以下几个方面影响肿瘤的生长：（１）外 泌体的抗肿瘤免疫作用；（２）外泌体抑制免疫功能并介导 肿瘤免疫逃逸；（３）外泌体诱导肿瘤血管新生并促进肿瘤 转移；（４）外泌体对肿瘤细胞的直接作用。以下就这几点 分别进行探讨。 ３．１外泌体的抗肿瘤免疫作用 自从１９９８年Ｚｉｗｏｇｅｌ等＂Ｊ
的外泌体通常表达共刺激分子，例如ＣＤ５４、ＣＤ８０和
万方数据
５６６
杨子楠，等．外泌体在肿瘤发展中的研究进展
ＣＤ８６；Ｔ细胞来源的外泌体携带ＣＤ３，可作为其特定标 记【８ｌ；来源于肠上皮细胞的外泌体表达跨膜蛋白Ａ３３Ｌ１２１； 神经元分泌的外泌体则含有谷氨酸受体ｕ引；肿瘤细胞来 源的外泌体，常表现为ＭＨＣ Ｉ类分子、热休克蛋白、 ＣＤ８１和ＭＡＲＴｌ阳性［１４１０与此同时，有研究结果表明， 不同细胞来源的外泌体包含了一组相同的蛋白ｕ５。，几乎 所有的外泌体都含有细胞质蛋白、微管蛋白、肌动蛋白结 合蛋白、膜连蛋白、Ｒａｂ蛋白和信号转导蛋白（例如：激 酶和Ｇ蛋白），而大部分外泌体则包含热休克蛋白ｕ创和 ＭＨＣ Ｉ类分子［１７Ｊ。各种蛋白分子为外泌体在抗原递呈 和共刺激的过程中发挥作用奠定了基础。 某些外泌体包含ＲＮＡ，而其他细胞摄取这些包含 ＲＮＡ的外泌体之后，可以表达出ＲＮＡ相对应的蛋白。研 究显示，肥大细胞系ＭＣ／９（鼠源）和ＨＭＣ．１（人源） 来源的外泌体均含有ＲＮＡ，其中包括ｍＲＮＡ和微小ＲＮＡ （ｍｉｃｒｏＲＮＡ，ｍｉＲＮＡ）。小鼠肥大细胞来源的外泌体可以转
肿瘤２０１１年６月第３１卷第６期Ｔｕｍｏｒ Ｖ０１．３１，Ｊｕｎｅ ２０１１
ｗｗｗ．ｔｕｍｏｒｓｃｉ．ｏｒｇ
５６５
ＤＯＩ：ＩＯ．３７８１／ｊ．ｉｓｓｎ．１０００—７４３１．２０１１．０６．０１８
外泌体在肿瘤发展中的研究进展
杨子楠，魏继武
南京大学医学院，南京２１００９３
Ｒｅｖｉｅｗ・综述
【摘要】外泌体是细胞经过“内吞一融合一外排”等一系列调控过程而形成的细胞外纳米级小囊泡。外泌体可以 携带蛋白，运送ＲＮＡ，在细胞间物质和信息转导中起重要作用。外泌体可能通过调控免疫功能，促进肿瘤血管新
Ｔ细胞的活化受体，其下调是肿瘤免疫逃逸的关键机制之 一【２９】。总之，大量研究表明，肿瘤细胞来源的外泌体可 以通过直接抑制免疫细胞或调节相关细胞因子的表达等途 径，促进肿瘤的免疫逃逸，为肿瘤在体内生长创造条件。 有学者利用从肿瘤患者身上分离得到的外泌体进行 研究。有文献报道，从女性卵巢腺癌患者的腹腔积液中 分离出的外泌体，可以抑制Ｔ细胞信号分子，例如ＴＣＲ／ ＣＤ３ｆ和Ｔａｋ３的表达，并诱导Ｔ细胞凋亡１３…。 最近有研究表明，从小鼠皮下肿瘤组织中分离出的 外泌体可以诱导骨髓来源细胞向骨髓来源抑制细胞的方 向分化，并阻止其向树突状细胞分化，而骨髓来源抑制 细胞在体内起抑制局部免疫系统功能的作用。这一研究 结果提示，肿瘤实体中的外泌体在肿瘤生长中也可能起 着重要的作用１７，２０１。 不同来源的外泌体，其成分也不尽相同。体外细胞培 养来源的外泌体成分单一，而来源于肿瘤患者或肿瘤实体 的外泌体，则是来自于多种细胞的混合外泌体。尽管来源 不同，机制也不同，但外泌体介导的肿瘤免疫逃逸作用依 然受到众多研究结果的支持。因此，有学者提出采用过滤 方法去除循环系统中的外泌体，以阻断外泌体介导的肿瘤 免疫逃逸，但该研究尚处于初始阶段，且在过滤过程中可 能会同时去除一些免疫刺激因子，因此效果并不肯定［３１１。 ３．３外泌体在肿瘤血管新生及转移中的作用 目前尚未
常对照组的ｍｉＲＮＡ图谱分析结果也显示出明显的差异。 因此，作为一种无创的方法，血液外泌体ｍｉＲＮＡ图谱分 析在肿瘤的筛查、诊断以及随访中，具有广阔的应用前景。 不过，该研究同时指出，由于ｍｉＲＮＡ图谱分析结果在不 同分期的患者中并未表现出显著差异，因此该方法不适用 于对肿瘤进行分期。Ｒｏｓｅｌｌ等㈣关于非小细胞肺癌的相 关研究也得出了相似的结果。 目前利用外泌体进行肿瘤诊断还处于起步阶段，不过 现有结果已揭示该方法可能具有较为光明的应用前景。