苏建伟韦庆臣周喜汉

【关键词】外泌体；肿瘤微环境；基质细胞；细胞外基质

中图分类号：R73文献标识码：ADOI：10.3969/j.issn.10031383.2016.04.024

肿瘤微环境是在肿瘤生长过程中，由肿瘤细胞、基质细胞（包括成肿瘤相关纤维细胞、肿瘤相关巨噬细胞、周细胞、血管内皮细胞及免疫细胞等）和细胞外基质等共同构成的局部动态环境[1]。肿瘤微环境在肿瘤发生、发展中的关键作用，是肿瘤的显著特征之一，与肿瘤细胞染色体不稳定性不同，肿瘤微环境中的基质细胞一般都比较稳定，因此成为肿瘤治疗的理想靶点。然而，限于对肿瘤微环境的了解，目前靶向肿瘤微环境成功治疗肿瘤的例子并不多。外泌体（Exosomes）细胞间信息交流功能的发现，使人们对肿瘤微环境的调控认识取得了重大突破，肿瘤来源的外泌体（TDEs）也成了靶向肿瘤微环境治疗肿瘤研究的热点。笔者综述近年来TDEs在肿瘤基质细胞相互作用的研究进展，为靶向肿瘤微环境治疗肿瘤提供新的依据。

1外泌体简介

外泌体是由细胞内吞系统的多泡体（MVB）与细胞膜融合后以外分泌的形式释放到细胞外，直径为30 nm～100 nm的细胞外囊泡（Extracellular Vesicles）[2]。内含有蛋白质、脂质、DNA、mRNA、长链非编码RNA和miRNA等多种生物活性成分。最早发现在于体外培养的绵羊红细胞上清液中，后来发现大多数细胞 （如肥大细胞、肿瘤细胞、树突状细胞、神经元形胶质细胞等）都可以产生外泌体。外泌体外膜具有细胞磷脂双层份子的特性，可有效保持了其内容物的活性，使其可以稳定地存在于血液、唾液、尿液、脑脊液、精液、乳汁、腹水等多种体液中。肿瘤微环境还有特别丰富的外泌体，是肿瘤细胞与其微环境信息交流最重要的工具。与正常细胞相比，肿瘤细胞通过分泌大量的外泌体进入肿瘤微环境，进而招募和驯化其周围的基质细胞，引起相应的基质细胞的表型发生转化。这些被肿瘤细胞转化的基质细胞随后产生大量的生长因子、细胞趋化因子、基质降解酶，引起肿瘤微环境发生基质重组、免疫抑制、肿瘤血管生成等变化，形成一个有利于肿瘤生长的微环境[3]。

2TDEs诱导肿瘤相关成纤维细胞生成

肿瘤相关成纤维细胞CAFs指的是肿瘤基质中持续活化的成纤维细胞，其可以来自激活的成纤维细胞，也可以来自间充质干细胞、造血干细胞分化或者内皮细胞、上皮细胞转化。CAFs是肿瘤微环境主要的细胞成分，其可以分泌大量的细胞因子、趋化因子和细胞外基质组分参与肿瘤生长、转移[4]。研究发现，乳腺癌来源的外泌体可以诱导脂肪组织来源的间充质干细胞分化形成表达αSMA肌纤维样细胞，并高表达基质细胞衍生因子SDF1和血管生成因子，SDF1是肿瘤微环境中重要的趋化因子，通过与其受体CXCR4结合，参与肿瘤转移和肿瘤血管的形成[5]。TDEs可以诱导CAFs生成可能与其运载的TGFβ有关。Webber等[6]发现，携带TGFβ的前列腺癌来源的外泌体可以直接促进成纤维细胞向肌纤维细胞分化，认为外泌体是TGFβ传递的重要途径。Webber的另一项研究发现，前列腺来源的外泌体可以以TGFβ1依赖的方式激活成纤维细胞，形成与从前列腺癌分离的CAFs具有相似的表型，可以在体外促进肿瘤生长和血管生成，而TGFβ1溶液诱分化的成纤维细胞则不能促进血管生长或肿瘤生长[7]。此外，研究发现胃癌来源的外泌体携带有TGFβ，可以通过TGFβ/Smad通路诱导人脐带间充质干细胞（hucMSCs）向CAFs分化[8]。除了TGFβ以外，TDEs携带的miRNA在形成CAFs也具有重要的作用。Pang等[9]发现胰腺癌来源的外泌体富含miR155，miR155通过下调成纤维细胞TP53INP1蛋白水平，促进其向CAFs分化。因此TDEs携带的生长因子和miRNA可能是诱导肿瘤相关成纤维细胞生成的关键。

3TDEs诱导免疫抑制细胞的生成

免疫抑制是肿瘤微环境的主要特点之一，而肿瘤相关巨噬细胞（TAMs）和髓源性抑制细胞（MDSCs）在这个过程中发挥重要的作用。TAMs指的是肿瘤微环境中的M2d亚型巨噬细胞，其来源于循环血液单核细胞或组织中的巨噬细胞，是肿瘤微环境的重要组成成分，TAMs具有抑制促进肿瘤血管生成、促进肿瘤黏附、促进炎症和免疫抑制作用，在肿瘤进展中起到重要的作用。肿瘤微环境中TAMs大量浸润往往提示预后不良，高TAMs密度肿瘤患者的无复发存活率及总存活率均显著低于低TAMs密度肿瘤患者[10]。循环血液中的单核细胞是TAMs重要来源之一，通常会2天内自发地凋亡。TDEs通常会携带大量的表皮生长因子受体（EGFR）和人表皮生长因子受体2（HER2），这些受体可以激活单核细胞的MAPK信号通路，抑制caspase酶的裂解，进而抑制单核细胞凋亡，有利于形成大量的TAMs，含有miR150的TDEs可以通过促进TAMs分泌更多的血管内皮生长因子（VEGF），促进肿瘤血管生成，而沉默miR150表达则可抑制肿瘤血管的生成[11]。髓源性抑制细胞（MDSCs）是肿瘤微环境中具有负向免疫调节作用的细胞，在诱导肿瘤免疫耐受方面起关键作用。在MC26 结肠癌小鼠模型中，MDSC 在瘤组织中的细胞比例可高达6%，而在荷瘤小鼠的脾脏中此类细胞的比例可达到40%[12]。MDSCs可通过诱导Treg 的产生和扩增、抑制T细胞的活化、下调T细胞的杀伤力等方式负向调节肿瘤免疫反应[13]。TDEs携带的多种热休克蛋白激活MDSCs促进肿瘤的发展。TDEs携带的HSP72能够以HSP72/TLR2依赖的方式促进MDSC自分泌IL6，进而激活MDSC，除了HSP72，TDEs表面的HSP70也可以通过HSP70/TLR2依赖的方式激活MDSCs，阻断HSP70/TLR2则可以减少荷瘤小鼠脾脏MDSCs的数量，抑制肿瘤的进展[14]。除了诱导免疫抑制细胞生成，TAMs还可以通过抑制抗原提呈细胞和免疫杀伤细胞活性参与肿瘤免疫抑制微环境的形成。树突状细胞是专职的抗原提呈细胞，在抗原提呈和启动T细胞免疫应答具有重要的作用。胰腺癌来源的外泌体可通过miR203下调树突细胞TLR4的表达，抑制其成熟[15]。NK能够直接杀伤肿瘤细胞，是体内抗肿瘤作用的一类重要细胞。前列腺癌细胞来源的外泌体表达NKG2D（NK细胞活化受体）的配体，可以下调NKG2D的表达，直接影响NK细胞的活化[16]。此外，TDEs还可以抑制CD4+T增殖和分化，降低CTL的毒性，促进Tregs and Bregs生成，在介导肿瘤免疫抑制发挥重要的作用[17]。

4TDEs调节血管内皮细胞

肿瘤的生长和发展，需要生成新的血管提供氧气和营养，如果没有新的血管形成，肿瘤生长不会超过2 mm3。当肿瘤长到一定大小后，氧气和营养物质缺乏开始，肿瘤细胞通过一系列机制刺激肿瘤血管生成。内皮细胞是肿瘤血管的最重要的组成细胞，在肿瘤血管的形成中发挥重要的作用。大量研究表明，TDEs对调节肿瘤微环境中血管生成起到了重要的作用。VEGF是一种具有高度特异性的血管内皮分裂原，能诱导血管内皮细胞分裂增生，增强毛细血管的通透性，又称为血管通透因子。WNT5A信号通路激活会导致黑色素瘤细胞分泌含有IL6、VEGF 和 MMP2等物质的外泌体，促进肿瘤血管的生成[18]。TDEs含有大量的与血管生成有关的miRNA，参与肿瘤微环境血管生成的调节。来源于K562肿瘤细胞的外泌体其内含有的miR92a，与内皮细胞上的整合素α5相互作用，引起血管内皮细胞迁移和原始血管管腔形成[19]。缺氧是肿瘤刺激肿瘤生成的重要因素，在这个过程中外泌体发挥重要的作用。多发性骨髓瘤细胞在缺氧的条件下，产生更多的含有miR135b的外泌体，miR135b能够直接抑制FIH1的生成，进而促进原始血管管腔形成[20]。此外，另有研究发现同样K562肿瘤细胞在缺氧条件下，其分泌的外泌体miR210显著提高，miR210也能激活内皮细胞，促进血管的形成[21]。肿瘤血管具有高度的血管渗透性，表现为肿瘤血管壁的细胞间隙增宽，缺乏支持结构且基底膜不连续或缺失，形成许多缺口。乳腺瘤来源的外泌体含有的miR105可以下调内皮细胞紧密连接蛋白ZO1的表达，直接影响内皮细胞紧密连接，增加肿瘤血管的通透性。

5小结与展望

肿瘤细胞和微环境基质细胞的信息交流在肿瘤进展中起关键作用。过去人们所熟悉的细胞间信息沟通方式是细胞间直接接触或者通过分泌信号分子作用于靶细胞膜表面受体来实现的。外泌体细胞间信息交换功能的发现引起了学者们的广泛关注。肿瘤来源的外泌体作用于微环境基质细胞，引起基质细胞发生转化，形成一个有利于肿瘤发展的微环境。由于外泌体在肿瘤微环境调节具有最重要的作用，这为靶向肿瘤微环境治疗的研究提供新的方向。然而要实现针对外泌体的靶向肿瘤微环境治疗还有很长的路要走。外泌体携带的遗传信息并不是随机整合入外泌体中的，这是一个主动的过程，目前这个机制尚不明确。此外，肿瘤外泌体的分泌、融合机制也需要进一步揭示，才能开发针对外泌体的靶向肿瘤微环境治疗。

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（收稿日期：2016-06-03修回日期：2016-08-10）