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外泌体在非小细胞肺癌中的研究进展

2023-01-04刘学文丁于海卢燕军刘华峰

赣南医学院学报 2022年7期
关键词:吉非外泌体内皮细胞

刘学文,丁于海,卢燕军,刘华峰

(赣州市人民医院,江西 赣州 341000)

1 外泌体概述

外泌体(Exosome)是大多数细胞分泌的一种微小膜泡,它拥有脂质双层膜结构,直径大多在40~100 nm之间。1987年JOHNSTONE R M等[1]在培养网织红细胞发育的过程中,从网织红细胞培养基的上清液中分离、提纯出这种囊泡物质,被命名为外泌体(Exosome)。尽管外泌体在20世纪80年代就被研究者发现,但当时人们以为它只是细胞的一种废弃物。然而,近些年来发现这些微小膜泡含有丰富的细胞生物信息,包含有特异蛋白、脂质和核酸(mRNA和非编码RNA),这些蛋白质和核酸能够作为信号分子传输到其他细胞,从而影响和调控其他细胞的功能。

2 外泌体在非小细胞肺癌微环境中的作用

非小细胞肺癌的微环境是指非小细胞肺癌细胞所处的外部环境,在肺癌的发生、侵袭及转移发挥着重要作用,许多因素都参与了其中的调控。外泌体含有丰富的RNA、蛋白质和脂质,这些物质决定着外泌体的功能及性质特性。外泌体内的核酸主要有微小RNA(miRNA)、tRNA和长非编码RNA(lncRNA)及小片段mRNA[2]。外泌体将其RNA转移到受体细胞,miRNA可能被翻译并表达成蛋白质,而miRNAs可以调节宿主细胞中靶细胞的miRNA翻译。此外,外泌体中的蛋白质也能够被转运到受体细胞,发生一系列的细胞反应[3]。外泌体能够通过转移它们作为一种新的细胞间通信,通过外泌体的内容物转移到肺癌微环境中的靶细胞,从而达到调控非小细胞肺癌细胞的目的。

3 外泌体在非小细胞肺癌血管生成的作用

肿瘤血管的生长在肿瘤细胞的发展过程中发挥很重要的作用,肿瘤细胞的生长、侵袭及转移需提供营养物质和氧气,肿瘤细胞为获取营养及氧气会调节血管发育,甚至形成新的血管。ZHUANG G L等[4]研究发现,来源于肿瘤细胞的MIR-9能通过微泡转移到内皮细胞中,MIR-9可以有效地降低细胞因子的抑制因子信号5(SOCS5)水平,并诱导其激活JAK-STAT通路,最终促成内皮细胞的迁移和肿瘤血管的形成。含有EGFR突变的A549细胞分泌的外泌体可被共培养的内皮细胞活化,并激活MAPK和AKT信号,激活后的MAPK和AKT信号能够诱导内皮细胞上的血管内皮生长因子(VEGF)的表达,促使肿瘤血管生成[5]。肺癌细胞在缺氧环境中,其外泌体中mir-23a含量明显增加,外泌体将mir-23a转移到内皮细胞内;mir-23a可以抑制内皮细胞的PHD1和PHD2表达,从而使内皮细胞内缺氧诱导因子1α(HIF-1α)的逐渐累积[6]。因此,肺癌细胞缺氧状态下分泌的外泌体增加了内皮细胞的通透性和癌细胞跨内皮迁徙能力,增强了体内的血管重构和肿瘤细胞的生长。

4 外泌体调节非小细胞肺癌细胞的生长

间充质干细胞(MSCs)能够活化与刺激A549细胞分泌的外泌体,其产生大量的IL-6、IL-8和MCP-1后,通过招募巨噬细胞促进肿瘤细胞的生长。进一步研究发现,A549细胞分泌的外泌体表面HSP70通过Toll样受体2(TLR2)激活NF-κB信号,能够诱导MSCs炎症表达[7]。FABBRI M等[8]从A549细胞中分离出的外泌体研究发现,miR-21和miR-29a表达显著上调。外泌体分泌的miR-21与miR-29a结合后可以激活周围免疫细胞中的Toll样受体(TLRs),促进肿瘤细胞的生长和转移。血小板分泌的外泌体能够将糖蛋白Ⅱb/Ⅲa(CD41)传递到肺癌细胞的表面,诱导MAPKp42/44、AKT的磷酸化及细胞周期蛋白D2在肺癌细胞中的表达,促进肺癌细胞增殖[9]。外泌体通过与靶细胞miRNA结合调节宿主免疫细胞的基因进行表达,同时激活宿主细胞的信号,从而调控肺癌细胞的生长、增殖。

5 外泌体与肺癌的转移

肺癌患者原发灶的癌细胞通过血液扩散到远处器官是引起患者死亡的主要原因之一。癌细胞发生远处转移过程不是随机的,癌细胞会通过相关分子程序筛选,选择特定的靶器官并转移到合适的靶器官。这种由原发肿瘤脱落的癌细胞(形象地比喻为“种子”)寻找目的地的行为和目的器官所处的肿瘤微环境(被称为“土壤”)互动。HOSHINO A等[10]的研究表明,种子在抵达目的器官前,它能通过外泌体的囊泡来影响“土壤”,为肿瘤转移准备必要的条件,他们进一步研究还发现,不同器官分泌的外泌体,可以分泌不同的细胞黏附受体蛋白,我们称之为细胞表面整合素(integrin)。不同类型的外泌体能够识别不同配体器官上表面整合素,这种行为具有倾向性。例如,整合素α6β1和α6β4在肺转移中起十分重要作用,在肝转移时候αVβ5起重要作用[10]。路通等[11]研究发现,NSCLC患者外周血清外泌体中EGFR蛋白表达含量升高,同时也发现肿瘤组织中的EGFR mRNA表达含量升高,而且NSCLC患者血清中的外泌体能够增强NCI-H1299细胞增殖、转移的能力。

6 外泌体与EGFR-TKIs耐药

LIU X Z等[12]研究发现,H1975脱落的外显子能通过激活PI3K/AKT信号通路,使得体外、内转移吉非替尼对PC9的抗药性。经过RNA测序和RT-PCR研究证明,miR-3648和miR-522-3p是两种差异表达最多的miRNAs,研究发现上调miR-522-3p可诱导PC9细胞对吉非替尼容易耐药[12]。ZHANG Y等[13]研究发现,PC9GR细胞(吉非替尼耐药)miR-214的表达水平高于PC9细胞(吉非替尼敏感)。通过外泌体将miR-214从PC9GR细胞转移到PC9细胞,使PC9细胞吉非替尼耐药,因此外泌体miR-214可能介导吉非替尼耐药。JING C W等[14]报道,H827R细胞(吉非替尼耐药)通过外泌体将MIR-21转移到HCC827细胞(吉非替尼敏感)激活了HCC827细胞中的AKT信号,导致HCC827细胞对吉非替尼产生耐药。

7 总结与展望

外泌体是细胞之间信息传递的重要载体,通过调节肿瘤微环境影响非小细胞肺癌增殖、侵袭及转移。随着外泌体在非小细胞肺癌中的研究机制不断突破,例如抗血管及EGFR-TKIs耐药机制在临床上应用,相信在不久的将来,外泌体在非小细胞肺癌在临床上的诊断、预后预测及治疗将有更广泛的应用。然而,目前非小细胞肺癌患者诊断大多数已是晚期,希望外泌体在肿瘤发病机制方面有更全面的阐述,能够在肿瘤的早期诊断有所突破,为患者的早发现、早诊断、早治疗带来更多获益。

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