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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
synchrOnising,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
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)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
can
tumor angiogenesis and
be potentially used in tumor diagnosis.This review
summarizes the progression of exosome in tumor development.
[KEY WORDS]
Tumor vaccine
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

exosomes
(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
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
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
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
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。
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
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
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
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。
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