【外泌體科普3】外泌體與腫瘤細(xì)胞轉(zhuǎn)移及惡化的關(guān)聯(lián)

來源：作者：人氣：-發(fā)表時(shí)間：2019-11-04 14:10:00【大中小】

腫瘤的形成和惡化過程不僅與腫瘤細(xì)胞彼此間的相互作用有關(guān)，還和腫瘤細(xì)胞和正常細(xì)胞所構(gòu)成微環(huán)境的相互作用有關(guān)。例如，從很早開始科學(xué)家們就觀察，在很多的腫瘤組織中浸潤(rùn)著正常的免疫細(xì)胞，而臨床認(rèn)為慢性炎癥會(huì)增加產(chǎn)生腫瘤的風(fēng)險(xiǎn)。此外，有報(bào)告顯示成纖維細(xì)胞和內(nèi)皮細(xì)胞等細(xì)胞構(gòu)成的腫瘤微環(huán)境，有助于腫瘤細(xì)胞的增殖。

大多數(shù)以根治腫瘤細(xì)胞為目標(biāo)的治療方法，不僅對(duì)正常細(xì)胞有很強(qiáng)的毒性，其副作用還會(huì)對(duì)身體產(chǎn)生極大的負(fù)擔(dān)。而且，由于染色體不穩(wěn)定的腫瘤細(xì)胞容易獲得耐藥性，病情反復(fù)發(fā)作時(shí)藥物無效也是一個(gè)很大的問題。對(duì)此，破壞由正常細(xì)胞構(gòu)成的微環(huán)境又或者對(duì)其進(jìn)行適當(dāng)?shù)目刂苼砀文[瘤的治療策略備受矚目。

本文對(duì)細(xì)胞外泌體和腫瘤細(xì)胞轉(zhuǎn)移及其惡化的關(guān)聯(lián)進(jìn)行了介紹，同時(shí)也對(duì)Epstein-Barr病毒（EBV）陽(yáng)性惡性淋巴瘤中外泌體的活動(dòng)情況進(jìn)行了概述。

Epstein-Barr病毒（EBV）陽(yáng)性惡性淋巴瘤

細(xì)胞外囊泡外泌體是什么？

生物體內(nèi)所有的細(xì)胞都是通過直接接觸或者細(xì)胞因子、趨化因子等分泌蛋白來進(jìn)行信息傳遞的。近年來，作為擔(dān)任這種細(xì)胞間信息傳遞的新因子，細(xì)胞外囊泡受到了大家的關(guān)注。科學(xué)家發(fā)現(xiàn)，細(xì)胞外囊泡和細(xì)胞一樣，由脂質(zhì)雙層膜構(gòu)成，包含蛋白，核酸、脂質(zhì)等多種物質(zhì)，同時(shí)細(xì)胞外囊泡還能傳遞這些分子中包含的信息。

外泌體是細(xì)胞外囊泡中直徑較小(50~200nm)，從核內(nèi)體的多胞體（MVB:multi-vesicular body）中釋放而出。以前通常采用超速離心法或者密度梯度離心法來分離外泌體，但是采用這些方法很難全部去除外泌體中來自細(xì)胞本身的雜質(zhì)。為了更進(jìn)一步地研究外泌體，我們一直在尋找能分離出更高純度外泌體的方法。作者利用和光純藥研發(fā)的新型外泌體提取試劑盒，嘗試進(jìn)行了外泌體的分離實(shí)驗(yàn)。該試劑盒中的試劑能夠親和外泌體表面的磷酯酰絲氨酸,從而實(shí)現(xiàn)外泌體的分離。用以前的超離心方法分離出的外泌體和使用本試劑盒分離出的外泌體在電子顯微鏡下觀察圖像如圖1所示。使用超離心法提取的外泌體中混入了很多雜質(zhì)，使用本試劑盒則成功分離出高純度的外泌體。我們期待今后這種親和提取方法能成為一種分離外泌體的標(biāo)準(zhǔn)方法。

圖1.使用不同分離法時(shí)外泌體純度的比較

外泌體和腫瘤的轉(zhuǎn)移和惡化

自2007年發(fā)現(xiàn)外泌體中含有miRNA后，科學(xué)家開展了很多通過外泌體進(jìn)行生物分子運(yùn)輸和其生物學(xué)意義的研究。特別是根據(jù)“腫瘤細(xì)胞會(huì)分泌更多的外泌體”、“外泌體中含有腫瘤特異性抗原，而外泌體能運(yùn)輸這些抗原”等的研究，外泌體作為一種新的診斷和治療的靶標(biāo)受到廣泛的關(guān)注。為了顯示腫瘤外泌體在微環(huán)境中的活動(dòng)會(huì)促使腫瘤轉(zhuǎn)移和惡化，本文將為大家介紹幾個(gè)相關(guān)研究成果。

腫瘤在轉(zhuǎn)移到其他組織時(shí)，需要在間質(zhì)細(xì)胞間移動(dòng)并到達(dá)血管中。科學(xué)家們發(fā)現(xiàn)，在這個(gè)過程中，外泌體通過纖維連接蛋白促進(jìn)腫瘤細(xì)胞的運(yùn)動(dòng)性，再通過MT1-MMP蛋白酶促進(jìn)細(xì)胞外基質(zhì)的分解、血管新生及血管滲透性，來促進(jìn)腫瘤轉(zhuǎn)移。此外，還發(fā)現(xiàn)了多數(shù)的腫瘤細(xì)胞對(duì)轉(zhuǎn)移的組織具有指向性，而外泌體表面的整合素就是決定其指向性的因子。這些報(bào)道表明，αvβ5整合素決定了對(duì)肝臟、α6β4 α6β1整合素決定了對(duì)肺部的指向性。這些報(bào)告是以外泌體為中心的腫瘤細(xì)胞-微環(huán)境之間復(fù)雜交流極其重要的報(bào)告。

在上述報(bào)導(dǎo)的基礎(chǔ)上，以下是作者團(tuán)隊(duì)獨(dú)自就EBV陽(yáng)性淋巴瘤中外泌體作用進(jìn)行研究的概述。

Epstein-Barr病毒（EBV）和惡性淋巴瘤

Epstein-Barr病毒（EBV）是從Burkitt淋巴瘤培養(yǎng)細(xì)胞中分離的最初的人體癌癥病毒。CD21被認(rèn)定為感染性受體，在試管中容易引起B(yǎng)細(xì)胞的轉(zhuǎn)化。由此我們知道EBV編碼的LMP（latent membrane protein）及 EBNA （EBV nuclear antigen）等9種基因控制了細(xì)胞內(nèi)信號(hào)和轉(zhuǎn)錄因子的活性，導(dǎo)致了感染細(xì)胞的永生化和形態(tài)轉(zhuǎn)化。

現(xiàn)在，世界上90%的人口都攜帶EBV，即處于潛伏感染狀態(tài)，當(dāng)由于各種各樣的原因?qū)е旅庖吡Φ拖聲r(shí)，會(huì)引發(fā)B細(xì)胞性?T/NK細(xì)胞性淋巴瘤，極少數(shù)情況下還會(huì)引發(fā)鼻咽癌或胃癌等上皮細(xì)胞腫瘤。有報(bào)告顯示在部分的B細(xì)胞性淋巴瘤里，用傳統(tǒng)的方法進(jìn)行治療時(shí)，EBV呈陽(yáng)性的病例比EBV呈陰性的病例治療效果差，出現(xiàn)預(yù)后不良。人們強(qiáng)烈希望研發(fā)出針對(duì)EBV陽(yáng)性淋巴瘤、替代現(xiàn)有治療方法的特效新療法。作者鑒于EBV陽(yáng)性疾病治療的現(xiàn)狀，以EBV陽(yáng)性淋巴瘤的發(fā)病及惡化的機(jī)制為核心進(jìn)行了研究。

重要的一點(diǎn)是，EBV陽(yáng)性淋巴瘤組織中浸潤(rùn)了很多免疫細(xì)胞，而腫瘤細(xì)胞依靠炎癥微環(huán)境來生存。作者著眼于這點(diǎn)，對(duì)EBV陽(yáng)性淋巴瘤外泌體對(duì)微環(huán)境的影響以及作為促進(jìn)淋巴瘤惡化因子的EBV源miRNA活動(dòng)情況進(jìn)行了分析。

外泌體運(yùn)送EBV來源的miRNA

EBV自身的染色體組上被稱為BART（BamHI-A rightward transcripts）的領(lǐng)域里有編碼miRNA簇。這個(gè)簇中編碼了大約40種的miRNA，也有人稱之為BART miRNA，本文統(tǒng)一稱為EBV miRNA。現(xiàn)在，這些EBV miRNA在淋巴瘤發(fā)病和惡化中的作用還存在很大的爭(zhēng)論。例如，有研究顯示EBV miRNA抑制細(xì)胞凋亡有助于腫瘤生存，也有研究報(bào)道顯示維持EBV的潛伏狀態(tài)可以抑制腫瘤化。

在此類研究中，Pegtel團(tuán)隊(duì)的研究發(fā)現(xiàn)，EBV陽(yáng)性淋巴瘤細(xì)胞分泌出的外泌體中含有EBV miRNA10）。這份報(bào)告表明了外泌體選擇性進(jìn)入人單核細(xì)胞來源的樹突狀細(xì)胞（MoDC），并運(yùn)送EBV miRNA。從該結(jié)果可知，EBV陽(yáng)性淋巴瘤中的外泌體對(duì)腫瘤組織中浸潤(rùn)的非腫瘤細(xì)胞的活性有一定影響，還能導(dǎo)致微環(huán)境的改變。

外泌體對(duì)淋巴瘤發(fā)病的影響

在Pegtel團(tuán)隊(duì)的研究的基礎(chǔ)上，作者嘗試進(jìn)行同樣的實(shí)驗(yàn)時(shí)，證實(shí)了淋巴瘤中的外泌體會(huì)選擇性進(jìn)入單核細(xì)胞/巨噬細(xì)胞。我們發(fā)現(xiàn)含有大量EBVmiRNA的外泌體能促進(jìn)巨噬細(xì)胞中TNFα和IL-10等基因的表達(dá)。這種基因的表達(dá)模式和在腫瘤微環(huán)境中浸潤(rùn)的TAM（Tumor-associated macrophage）非常相似，所以吸收含有EBV miRNA的外泌體的巨噬細(xì)胞可能在微環(huán)境的構(gòu)成中發(fā)揮重要的功能。

接著，為了確認(rèn)EBV陽(yáng)性淋巴瘤中的外泌體能促進(jìn)微環(huán)境構(gòu)建，作者利用了EBV感染的小鼠模型。本來，EBV只會(huì)感染以人類為首的靈長(zhǎng)類動(dòng)物，但將人類臍帶血中CD34陽(yáng)性造血干細(xì)胞移植到免疫缺陷NOG小鼠上，如此可建立由EBV感染引發(fā)的淋巴瘤發(fā)病的小鼠模型。這個(gè)小鼠模型在被野生型EBV株（Akata）和EBVmiRNA缺損株（B95-8）感染后，感染野生型株的小鼠預(yù)后較差，但感染miRNA缺損株的小鼠恢復(fù)情況良好。對(duì)此，作者嘗試對(duì)感染miRNA缺損株的小鼠靜脈注射含有miRNA的外泌體，發(fā)現(xiàn)小鼠竟然產(chǎn)生了淋巴瘤，而且腫瘤組織中浸潤(rùn)著大量的巨噬細(xì)胞。最后我們還發(fā)現(xiàn)，注入氯膦酸鹽脂質(zhì)體去除腫瘤中巨噬細(xì)胞的同時(shí)，腫瘤細(xì)胞也會(huì)減少。

上述結(jié)果表明，在EBV陽(yáng)性淋巴瘤惡化的過程中，外泌體能利用巨噬細(xì)胞構(gòu)建有利于腫瘤細(xì)胞的微環(huán)境。

綜述

外泌體在剛被發(fā)現(xiàn)時(shí)，曾被認(rèn)為是把多余的蛋白和核酸釋放到細(xì)胞外的一種結(jié)構(gòu)。但如今作為診斷和治療以腫瘤為主的各種疾病的靶標(biāo)而備受關(guān)注。本文著重介紹了腫瘤中外泌體的功能，并認(rèn)為外泌體會(huì)參與到所有的生命現(xiàn)象中。雖然大多數(shù)的研究都已明確了外泌體的生物學(xué)意義，但其詳細(xì)的功能還存在很多未知的部分。希望我們的研究能有助于今后對(duì)外泌體的研究。

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本文由東海大學(xué)綜合醫(yī)學(xué)研究所造血領(lǐng)域東海大學(xué)醫(yī)學(xué)部血液腫瘤內(nèi)科樋口廣士、幸谷愛

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