李在明 魏正强

摘要：近年来，由于对外泌体的不断认识和了解，研究外泌体已成为当下的热点，外泌体是细胞分泌的一种纳米级囊泡结构，可来源于机体正常细胞及肿瘤细胞，在血液、唾液、尿液、母乳等多种体液中均有分布，其参与许多生物学和病理学过程，主要是由于它们在细胞间通讯作用，源自结直肠癌（CRC）细胞的外泌体与肿瘤发生、进展、转移、预后等相关。本文就外泌体在结直肠癌中的研究进展进行综述。

关键词：结直肠癌;外泌体;标志物;肿瘤微环境

中图分类号：R735.35                                   文献标识码：A                              DOI：10.3969/j.issn.1006-1959.2019.03.014

文章编号：1006-1959（2019）03-0042-03

Abstract：In recent years， due to the continuous understanding and understanding of exosomes， research on exosomes has become a hot spot. Exosomes are a kind of nano-sized vesicle structure secreted by cells， which can be derived from normal cells and tumor cells in the blood. It is distributed in various body fluids such as saliva， urine， and breast milk. It is involved in many biological and pathological processes， mainly due to their intercellular communication， and the exosomes derived from colorectal cancer （CRC） cells. Tumor development， progression， metastasis， prognosis， etc. This article reviews the research progress of exosomes in colorectal cancer.

Key words：Colorectal cancer;Exosomes;Markers;Tumor microenvironment

结直肠癌（colorectal cancer，CRC）是全球消化系统最常见的癌症类型，2018年估计将有超过180万新发病例和88.1万死亡病例，结直肠癌的发病率和死亡率在不同国家差异很大，在发达国家，通过长期筛查、早期检测及科学的治疗，大大降低了发病率和死亡率，例如美国和日本，然而，全球总体呈逐年上升趋势[1]。预计到2030年，结肠直肠癌（CRC）的全球负担将增加60%，有超过220万的新发病例和110万死亡病例[2]。来源肿瘤细胞的外泌体似乎与肿瘤微环境调节、肿瘤侵袭、血管生成、肿瘤逃逸和細胞死亡等不同过程有关[3]，同时外泌体还可被用作药物治疗的载体，有望成为一种全新的分子治疗手段，使治疗更具有目的性及有效性[4，5]，表明了研究外泌体的重要性及可行性，并且在我们感兴趣的结直肠癌领域，肿瘤来源的外泌体参与CRC的发生、进展和转移。本文就外泌体在结直肠癌中的研究进展进行综述。

1外泌体简介

外泌体是由脂质双分子层包裹的微小囊泡，然而对这些颗粒的大小没有共识，在相关文献中，外泌体定义的变异范围从30～100 nm，40～100 nm，50～150 nm到40～200 nm[6-9]，其可来源于机体正常细胞及肿瘤细胞，在血液、唾液、尿液、母乳等多种体液中均有分布，外泌体特定区域的鉴定与识别可以帮助我们揭示其发生过程中的机制以及它们的特定功能区。外泌体领域的大量研究集中于通过高通量技术鉴定和分类这些复杂的囊泡成分，例如基于质谱的蛋白质组学，脂质组学和代谢组学以及基于微阵列和基于下一代测序的转录组学（mRNAs，miRNAs和其他RNAs），来自各种细胞类型和体液的262个基于多组学的细胞外囊泡高通量数据鉴定的172080个特定区域及相应成分已经保存于EVpedia数据库（http：//evpedia.info），这是一个用于系统分析和研究外泌体的网站，旨在方便及激发人们研究外泌体[10]。

2外泌体参与结直肠癌的形成、侵袭和转移

相关文献研究表明，肿瘤来源的外泌体可通过参与微血管生成、调节基质细胞、重铸细胞外基质等途径改变肿瘤微环境，从而通过多种途径促进肿瘤的侵袭与转移。不仅局限于肿瘤来源的外泌体，包括血小板、成纤维细胞以及基质细胞等非肿瘤细胞来源的外泌体，同样可进入肿瘤细胞释放内容物从而调节肿瘤的侵袭、转移[11，12]。

CRC细胞分泌的外泌体显示出诱导结直肠间充质基质细胞（cMSCs）的形态和功能发生变化的能力，导致非典型细胞的产生并刺激肿瘤细胞增殖，迁移和侵袭，癌细胞外泌体积极参与肿瘤进展和恶性转化[13]。来源于CRC细胞的外泌体含有显著高于来源正常结直肠上皮细胞的外泌体miR-10b水平。生物信息学分析将PIK3CA鉴定为miR10b的潜在靶基因，荧光素酶报告基因测定证实miR-10b直接抑制PIK3CA基因表达，外泌体miR-10b与成纤维细胞共培养，结果显著抑制PIK3CA表达并降低PI3K-Akt-mTOR通路活性，最后，含有miR-10b的外泌体减少了成纤维细胞增殖，但促进了TGF-b和SMα-肌动蛋白的表达，表明外泌体miR-10b可以激活成纤维细胞转变为表达肌成纤维细胞标志物的癌症相关成纤维细胞（CAF），这些活化的成纤维细胞能够在体外和体内促进CRC增殖[14]。Bhome R等人从MRC5成纤维细胞中分离外泌体，进行差速离心，产生外泌体沉淀，其富含囊泡相关的四跨膜蛋白（CD63和CD81），内体蛋白（TSG101和Alix）和小RNA，并证实了外泌体miR-21在结肠直肠癌进展中的重要性，该团队之前研究表明miR-21过表达成纤维细胞直接增加CRC细胞增殖和迁移能力，并提出成纤维细胞外泌体转移到结肠直肠癌细胞，导致细胞miRNA水平增加，影响细胞增殖和化学抗性[15]。

3外泌体参与结直肠癌诊断

结直肠癌早期常无特殊症状，这种情况极大地使早期筛查、诊断及治疗复杂化，目前结直肠癌的诊断主要依靠大便隐血试验、癌谱、直肠指检、纤维结直肠镜及肠镜下活检或切除病灶后行病理检查，多数患者就诊时已是中晚期，且高质量的肠道准备和病灶取材使患者倍感痛苦、畏惧就医，大大增加了早期筛查及诊断结直肠癌的难度，因此，结直肠癌诊疗技术仍需提高， 寻找早期诊断的生物标志并研究其机制具有重要的意义。

相关研究表明，从乳腺癌，肺癌和卵巢癌细胞或培养的癌细胞分离的HSP70+外泌体的量大于从健康供体细胞分离的外来体的量;miRNA表达谱有效地将癌症进行分期，且长期以来已经提出miRNA作为各种癌症中的合适的诊断和预后生物标志物[16]。Herrera M等研究发现，当分析基于NF细胞及其外泌体时，分别由2个相关连但不相同的sncRNA基因座U1和RNVU1-17在细胞区室中过表达，而在CAF和它们的外泌体之间进行分析时，在CAF衍生的外泌体中同样过表达，指出这2个sncRNA可作为潜在生物标志物用于诊断结直肠癌[17]。

肿瘤来源外泌体被运输到循环系统，这为通过微创血液检测发现早期结直肠癌患者提供了机会，但仍然没有标准方法来分离癌细胞外泌体与血浆外泌体群体[18]，外泌体作为诊断标志物的应用是一个相对较新的领域，需要更多的研究和探索性工作。

4外泌体参与结直肠肿瘤治疗

随着MDT讨论的日益成熟，结直肠癌的治疗上升到了一个新的高度，根据肿瘤的分期，K-ras、N-ras、BRAF基因状态和患者实际情况，采取精准化、个体化治疗。此外，已显示含有非编码RNA的基质外泌体通过修饰受体癌细胞中的基因表达来增加化疗和放疗抗性[19]。

结直肠癌治疗是系统化治疗，化学治疗占有举足轻重的地位，由于化学治疗对所有增殖细胞的非特异性作用和与免疫抑制有关联，化疗药物在杀伤肿瘤细胞过程中，通常导致多器官系统中的副作用，例如胃肠道反应（腹泻，食欲减退，恶心、呕吐等）。化疗毒副作用限制了化疗的有序进行，少部分患者因此终止化疗。Kurywchak P[20]等研究发现，外泌体dsDNA诱导成熟的IL-1β分泌和激活炎癥介质，这是腹泻等副作用的主要原因，在伊立替康给药后48 h收集的结直肠癌（CRC）患者的血浆样本中，观察到治疗后dsDNA浓度增加，当使用减弱外泌体分泌的中性鞘磷脂酶抑制剂GW4869处理时，显示培养基中dsDNA的减少，并减轻腹泻，体重减轻等并发症，其他体内实验表明，使用炎性抑制剂沙利度胺治疗可减少肠缩短和肠损伤而不降低伊立替康的抗肿瘤作用[20]。

Ren J等[21]研究发现，lncRNA H19在CAC小鼠的肿瘤组织中高度表达，在不同肿瘤（TNM）阶段的CRC患者样品中也证实了H19的上调。此外，H19通过作为CRC中miR-141的竞争性内源RNA海绵激活β-连环蛋白途径，而miR-141显着抑制CRC细胞的干细胞;肿瘤相关成纤维细胞通过转移外泌体lncRNA H19促进结直肠癌的干性和化疗耐药性，因此，提供了可以通过干预lncRNA H19来治疗结直肠癌的新的研究方向。

5外泌体与结直肠癌预后

结直肠癌的TNM分期、脉管神经有无癌浸润、环周切缘、术前、术后CEA水平、MSI等可作为判断结直肠癌预后的指标，Li C等通过定量分析15对CRC组织和癌旁组织中的SPINT1-AS1和相应的转录物SPINT1 mRNA的表达水平，以及45对术前和术后血清外泌体样品含量分析，发现与癌旁组织相比，CRC组织中SPINT1-AS1的表达增加，高SPINT1-AS1表达与区域淋巴结转移、远处转移和较短的无复发生存期（RFS）相关，Cox回归分析表明 SPINT1-AS1是RFS的独立预后因素[22]。 Liu L等发现外泌体中的LncRNA GAS5和miR-221表达是CRC的独立预后因子[23]。

6展望

外泌体作为肿瘤微环境的重要组成部分，参与到结直肠癌发生、发展的多个环节，对其进行深入研究，有望找到早期筛查结直肠癌、防治结直肠癌复发、转移及耐药、为抗肿瘤治疗寻找新的方向。目前大多数研究主要集中在寻找外泌体作为CRC的早期诊断和预后预测。然而，外泌体纯化方案缺乏标准化和有效性仍然是CRC相关外泌体研究的主要挑战之一，研究外泌体在结直肠癌中的角色具有巨大的空间和挑战。

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收稿日期：2018-11-23;修回日期：2018-12-5

編辑/杨倩