外泌体在卵巢癌微环境中的研究进展_马昕芸.pdf

卵巢癌是女性生殖系统最常见的恶性肿瘤之一，由于其早期症状较隐匿且缺乏特异性的诊断标志物，大多数患者确诊时即为晚期。外泌体是直径为30150 nm的细胞外泌性囊泡，可由多种细胞释放至细胞外空间，参与细胞间通信和物质交换。众多研究表明，外泌体与卵巢癌的发生发展密切相关，因此本文就外泌体及其在卵巢癌发生发展、侵袭转移、血管生成、免疫逃逸、多药耐药和诊断治疗中的研究进展进行综述，为卵巢癌的临床诊断和治疗提供新思路和靶点。关键词关键词：外泌体；卵巢癌；微环境；诊断；治疗中图分类号中图分类号：R R737737.3131文献标志码文献标志码：AdoiAdoi：10.11877/j.issn.1672-1535.2023.21.06.01卵巢癌是女性常见恶性肿瘤之一，占女性所有恶性肿瘤的 3.4%，该疾病的病死率相对较高，病死患者占所有恶性肿瘤的 4.7%1。尽管近些年对卵巢癌的研究日趋增加，但其确诊较晚、复发率高及多药耐药等问题依旧是临床工作中的一大挑战。外泌体是由多种细胞通过“内吞-融合-外排”等一系列过程，主动向细胞外分泌的直径为 30150 nm 的双层膜结构胞外囊泡2。随着科技的发展，人们对外泌体有了进一步的认识。外泌体可被机体内几乎所有细胞在生理和病理条件下分泌，进而参与细胞间通信及物质交换3。这些小囊泡作为肿瘤细胞和周围细胞之间通信的有效信号分子，构成肿瘤微环境，肿瘤细胞来源的外泌体通过改造其微环境，促进卵巢癌的发生发展4。本文就外泌体在卵巢癌发生发展、侵袭转移、血管生成、免疫逃逸、多药耐药和诊断治疗中的研究进展进行综述，为卵巢癌的临床诊断和治疗提供新思路和靶点。1 1外泌体概述外泌体概述1 1.1 1 外泌体的组成与形成过程外泌体的组成与形成过程外泌体是由受体、转录因子、酶、细胞外基质蛋白等蛋白质、脂质及核酸等多种生物活性物质组成5。通过分析外泌体蛋白质的组成发现，有些蛋白质特异性来源于某些细胞和组织，如网织红细胞表面的黏附分子、主要组织相容性复合体类分子及转铁蛋白受体等。有些蛋白质在所有外泌体中存在，如一系列融合和转移蛋白、热休克蛋白、细胞骨架蛋白和介导多泡小体形成的蛋白都属于外泌体的非特异性蛋白类型。外泌体的形成及释放过程如下：细胞质膜内陷，将一些胞外成分和膜蛋白包裹，形成早期内体；早期内体向内出芽，包裹细胞内的蛋白质、核酸等物质进一步成熟，形成腔内囊泡，称为多泡小体；腔内囊泡作为外泌体与质膜融合释放到细胞外，通过各种形式转运到靶细胞，被靶细胞摄取，进而调控靶细胞生物学功能6。1 1.2 2 外泌体的生物学功能外泌体的生物学功能外泌体中的RNA可作为细胞间交换遗传物质的媒介，一个细胞可通过外泌体影响另外一个细胞，人体几乎所有细胞都会分泌外泌体，并且广泛分布于血液、尿液、唾液、母乳等体液中7。有研究表明，外泌体介导的细胞间通信与调节免疫反应、重编程基质细胞、重塑细胞外基质的结构及肿瘤细胞耐药性关系密切8。2 2外泌体在卵巢癌微环境中的作用外泌体在卵巢癌微环境中的作用2 2.1 1 外泌体调节卵巢癌的侵袭转移外泌体调节卵巢癌的侵袭转移肿瘤的发生发展是一个极其复杂的过程，有多种调控因子发挥作用，其中外泌体通过在局部和远处微环境中转移肿瘤细胞和各种细胞之间的生物活性分子，进而参与肿瘤的发生发展。外泌体可以将与肿瘤发生发展相关的致癌物质和蛋白质转运到局部和远处微环境的细胞中9。2 2.1 1.1 1 外泌体促进卵巢癌细胞上皮外泌体促进卵巢癌细胞上皮-间充质转化间充质转化（epithelial-mesenchymal transitionepithelial-mesenchymal transition，EMTEMT）来自肿瘤微环境的细胞分泌的外泌体，包括成纤维细胞、免疫细胞等都会影响肿瘤的发生发展。卵巢癌细胞来源的外泌体将成纤维细胞转化为肿瘤相关成纤维细胞（cancer-associated fibroblast，CAF）。CAF 作为肿瘤微环境的重要组成部分，分泌多种生长因子和促炎因子，促进血管生成，召集免疫抑制细胞进入肿瘤微环境，协助免疫逃逸10。同时有研究发现，CAF 来源的外泌体可被卵巢癌细胞株SKOV-3 和 CAOV-3 内化，导致更具侵袭性的肿瘤表型，促进卵巢肿瘤的EMT，CAF来源的外泌体中基金项目：北京科创医学发展基金会课题研究项目（KC2021-JX-0186-141）#通信作者（corresponding author），邮箱：581癌症进展2023年3月第21卷第6期的转化生长因子-1（transforming growth factor-1，TGF-1）通过激活 SMAD 信号通路促进 EMT11。Yoshimura 等12发现，来自上皮性卵巢癌细胞的外泌体微小RNA（microRNA，miRNA）-99a-5p通过上调纤维连接蛋白和玻璃体连接蛋白，影响人腹膜间皮细胞，促进卵巢癌发生EMT。由此可见，EMT在卵巢癌的发生发展中有着重要的作用，而外泌体可调控EMT。2 2.1 1.2 2 外泌体促进卵巢癌腹膜转移外泌体促进卵巢癌腹膜转移腹膜转移是卵巢癌重要的生物学行为之一，卵巢癌细胞来源的外泌体可通过影响细胞功能，进一步促进肿瘤的侵袭和转移。Clancy等13研究表明，从卵巢癌患者的恶性腹腔积液中分离出来的外泌体可以将膜型 1-基质金属蛋白酶（membrane type 1-matrix metalloproteinase，MT1-MMP）传递到细胞表面，促进卵巢癌的侵袭和转移。Nakamura 等14发现，来源于卵巢癌细胞的外泌体将 CD44 转移到腹膜间皮细胞，通过增加间皮清除及 MMP的诱导促进肿瘤的侵袭。这些研究表明外泌体在卵巢癌的侵袭转移中起重要作用。2 2.1 1.3 3 外泌体促进卵巢癌血管生成外泌体促进卵巢癌血管生成外泌体在许多疾病中已经成为血管重建的重要介质，包括血管生成15。有研究发现，上皮性卵巢癌分泌的外泌体 miRNA-141-3p 作为重要的细胞间通信媒介，通过上调血管内皮生长因子受体 2（vascular endothelial growth factor receptor 2，VEGFR2）的表达促进内皮细胞的血管生成16。此外，He等17研究表明，来自卵巢癌细胞的外泌体miRNA-205可促进体外血管生成。在肿瘤生长过程中，发生耐药时，血管生成可增加，而外泌体中的 miRNA-130a是促进耐药性卵巢癌细胞血管生成的一个重要原因18。Tang 等19研究表明，可溶性 E-钙黏蛋白作为血管生成诱导因子，在卵巢癌患者恶性腹腔积液中高表达，其以外泌体的形式大量释放，促进血管生成。2 2.2 2 外泌外泌体调节卵巢癌的免疫微环境体调节卵巢癌的免疫微环境外泌体在卵巢癌免疫微环境中有双重作用。一方面，外泌体通过激活树突状细胞和T细胞来刺激免疫系统，使这些免疫细胞发挥抗肿瘤作用；另一方面，卵巢癌来源的外泌体与免疫抑制效应细胞相互作用，随后引起免疫逃逸20。有研究发现，外泌体 miRNA 通过诱导 M2型巨噬细胞的生成促进卵巢癌的进展，而巨噬细胞来源的外泌体通过miRNA-7发挥抗肿瘤作用21。在低氧微环境下，源自上皮性卵巢癌细胞的外泌体中的miRNA-940高表达，诱导巨噬细胞向 M2 表型分化，从而促进上皮性卵巢癌细胞的增殖和转移22。在M2型巨噬细胞来源的外泌体中表达上调的miRNA-221-3p可靶向抑制周期蛋白依赖性激酶抑制剂 1b，从而促进卵巢癌细胞从G1期到S期转化23。2 2.3 3 外泌体与卵巢癌的多药耐药外泌体与卵巢癌的多药耐药在临床中，不少患者有化疗耐药的情况，这给卵巢癌的治疗带来了巨大挑战。外泌体作为细胞间通信的重要物质，也参与了卵巢癌的耐药。其相关机制：外泌体可以外排化疗药物；外泌体通过携带耐药相关蛋白质等传递耐药；外泌体可通过中和抗体类药物促进耐药24。研究发现，在卵巢癌细胞中，来源于肿瘤的外泌体通过改变 TGF-/SMAD 信号通路和促进 EMT导致铂耐药25。Zhu 等26研究表明，来源于巨噬细胞的外泌体中的 miRNA-223 在体内外均通过影响磷酸酶张力蛋白同源物（phosphatase and tensin homolog，PTEN）/磷脂酰肌醇-3-羟激酶（phosphatidylinositol 3-hydroxy kinase，PI3K）/蛋白激酶B（protein kinase B，PKB，又称 AKT）通路促进上皮性卵巢癌细胞的耐药。Guo 等27发现，来源于CAF 的 miRNA-98-5p 通过下调周期蛋白依赖性激酶抑制因子的表达途径导致顺铂耐药。3 3外泌体在卵巢癌诊断与靶向治疗中的作用外泌体在卵巢癌诊断与靶向治疗中的作用3 3.1 1 诊断诊断目前在临床上对卵巢癌的诊断主要依靠影像学检查和肿瘤标志物，但这些检查难以发现早期病变并且特异度和灵敏度欠佳。外泌体广泛存在于多种体液中，并且几乎所有细胞均可分泌外泌体，在体液活检中具有吸引力。因此，外泌体作为肿瘤诊断和预后评估的生物标志物逐渐成为研究热点（表1）。3 3.2 2 靶向治疗靶向治疗卵巢癌的治疗以化疗和手术为主，但其预后差、复发率高及多药耐药等问题仍困扰临床。而外泌体在肿瘤的分子靶向治疗方面，具有较大的潜能。由于外泌体在血液循环中稳定且不会诱发免疫排斥反应，因此其作为药物传递系统的应用已成为肿瘤研究领域的热点32。Kim 等33的研究表明，携带紫杉醇进入巨噬细胞的外泌体，对耐药的肿瘤细胞增加了 50 倍以上的细胞毒性，并且在小鼠模型中表现出了有效的抗肿瘤作用。有研究发现，在乳腺癌和胰腺癌中，外泌体具有药物输送的潜力34。近年来有研究开发了人工外泌体，用于克服天然外泌体作为新型生物材料在临床上应用表表1 1外泌体在卵巢癌诊断及预后中作用的研究外泌体在卵巢癌诊断及预后中作用的研究作者Tang等28Yoshimura等12Kim等29Su等30Maeda等31缩略语：aHIF=反义缺氧诱导因子（antisense hopoxia inducible）样本血清血清血清血清血清外泌体成分aHIFmiRNA-99a-5pmiRNA-145、miRNA-200cmiRNA-375、miRNA-1307miRNA-34a功能诊断及预后评估诊断诊断诊断及分期诊断582ONCOLOGY PROGRESS,Mar 2023 V ol.21 No.6的潜在缺点35。这表明外泌体可作为一种新型给药途径，用于耐药卵巢癌的治疗。4 4小结与展小结与展望望外泌体作为细胞间交流的重要物质，与卵巢癌的发生发展、侵袭与转移、血管生成、免疫逃逸、多药耐药等息息相关，此外在肿瘤的诊断与分子治疗中也扮演着重要的角色。目前针对外泌体的研究日趋增加，这表明其作为新的肿瘤靶点，在肿瘤的精准治疗方面有着较大的前景。尽管外泌体在肿瘤中应用的研究取得了一定成果，但是在卵巢癌的研究中只是冰山一角，并且高效经济的储存、修饰、提取高纯度外泌体的技术还有待开发。所以将外泌体用于疾病的治疗方面仍然存在挑战性，亟需不同领域的研究者们共同努力，进一步探索外泌体在肿瘤中的核心机制，充分利用外泌体造福于卵巢癌患者，推动卵巢癌诊疗的新进展。参参 考考 文文 献献1 Siegel RL,Miller KD,Fuchs HE,et al.Cancer statistics,2021J.CA Cancer J Clin,2021,71(1):7-33.2 Wu M,Ouyang Y,Wang Z,et al.Isolation of exosomesfrom whole blood by integrating acoustics and microfluidicsJ.Proc Natl Acad Sci U S A,2017,114(40):10584-10589.3 Becker A,Thakur BK,Weiss JM,et al.Extracellular vesicles in cancer:cell-to-cell mediators of metastasisJ.Cancer Cell,2016,30(6):836-848.4 Shimizu A,Sawada K,Kimura T.Pathophysiological roleand potential therapeutic exploitation of exosomes in ovarian cancerJ.Cells,2020,9(4):814.5 Farooqi AA,Desai NN,Qureshi MZ,et al.Exosome biogenesis,bioactivities and functions as new delivery systemsof natural compoundsJ.Biotechnol Adv,2018,36(1):328-334.6 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