本文選自Developmental Cell探熔,https://doi.org/10.1016/j.devcel.2019.04.011亩鬼,喜歡的朋友可以自行下載閱讀殖告。
大神的綜述,趕緊膜拜一下雳锋。David Lyden
摘要:轉(zhuǎn)移是腫瘤發(fā)展的關(guān)鍵階段黄绩,是治療癌癥的主要挑戰(zhàn),也是癌癥死亡的主要原因魄缚。原發(fā)性腫瘤細(xì)胞與遠(yuǎn)處器官微環(huán)境之間通過(guò)胞外小泡(胞外小體和微泡)進(jìn)行細(xì)胞間通訊是轉(zhuǎn)移前生態(tài)位(PMN)形成和轉(zhuǎn)移的關(guān)鍵宝与。在此焚廊,我們綜述了外泌體在腫瘤進(jìn)展中的作用,外泌體在PMN建立中的作用习劫,以及外泌體在器官向性轉(zhuǎn)移中的作用咆瘟。我們也描述了外泌體的臨床應(yīng)用。
背景:外泌體是由大多數(shù)細(xì)胞分泌的納米大小的囊泡(直徑30-150納米)诽里。它們被脂質(zhì)雙層包圍袒餐,攜帶各種生物分子,包括蛋白質(zhì)谤狡、聚糖灸眼、脂類(lèi)、代謝物墓懂、RNA和DNA焰宣。當(dāng)外泌體被其他細(xì)胞吸收時(shí),這些物質(zhì)被轉(zhuǎn)移并影響受體細(xì)胞的表型捕仔。因此匕积,外泌體被認(rèn)為是細(xì)胞-細(xì)胞通訊的重要介質(zhì)。外體生物發(fā)生起源于內(nèi)吞途徑榜跌。它開(kāi)始于內(nèi)胚體限制膜的內(nèi)陷闪唆,導(dǎo)致內(nèi)囊泡的形成。這個(gè)被稱(chēng)為多泡體(MVB)的小室與質(zhì)膜融合钓葫,最終以胞外體的形式釋放ilv悄蕾。外泌體的形成需要細(xì)胞內(nèi)多個(gè)蛋白質(zhì)網(wǎng)絡(luò)的協(xié)同作用。其中包括(1)Rab-GTPase蛋白础浮,控制內(nèi)質(zhì)體運(yùn)輸帆调;(2)轉(zhuǎn)運(yùn)所需的內(nèi)體分選復(fù)合物(ESCRT),它由調(diào)節(jié)ILV形成的多種蛋白復(fù)合物組成霸旗;(3)四肽是一種跨膜蛋白贷帮,可誘導(dǎo)膜曲率戚揭,從而形成囊泡诱告;以及(4)各種脂類(lèi)修飾酶,例如產(chǎn)生促進(jìn)小泡形成的神經(jīng)酰胺民晒。值得注意的是精居,這些因素中的許多直接與外泌體物質(zhì)相互作用,這表明囊泡的形成是一個(gè)復(fù)雜的調(diào)節(jié)過(guò)程潜必,它與決定用于外體分泌的底物的選擇性隔離緊密相關(guān)靴姿。除了經(jīng)典描述的外泌體,外顯體群體中也存在異質(zhì)性磁滚,亞群可分為三類(lèi):Exo-Large (90–120 nm), Exo-Small (60–80 nm), and the membrane-less exomere(<50nm)佛吓。每一個(gè)亞型在其大分子組成方面都表現(xiàn)出獨(dú)特的特性宵晚,進(jìn)一步突出了外泌體生物發(fā)生機(jī)制的特異性和選擇性。由于外泌體不是膜結(jié)合的维雇,因此更像是粒子而不是囊泡淤刃,因此可以認(rèn)為外泌體不僅包括小的細(xì)胞外囊泡(EV),而且還包括其他細(xì)胞內(nèi)衍生的蛋白質(zhì)吱型、核酸和脂質(zhì)的分泌復(fù)合物逸贾。
除了外泌體,細(xì)胞產(chǎn)生其他類(lèi)型的ev津滞,包括通過(guò)直接質(zhì)膜芽生形成的微泡(mv)铝侵,被認(rèn)為比胞外體大,大小從100到1000nm不等触徐。因此咪鲜,外泌體和MVs之間的兩個(gè)重要區(qū)別包括生物發(fā)生的位置和大小。和葉綠體一樣撞鹉,MVs攜帶多種生物活性因子嗜诀,包括蛋白質(zhì)和核酸。MV芽接的初始過(guò)程依賴(lài)于肌動(dòng)蛋白聚合孔祸,發(fā)生在富含神經(jīng)酰胺隆敢、膽固醇和細(xì)胞外磷脂酰絲氨酸的質(zhì)膜脂質(zhì)域,這些區(qū)域共同促進(jìn)了膜的彎曲和出芽崔慧。MVs從細(xì)胞表面的斷開(kāi)受小GTPase ADP核糖基化因子6(ARF6)誘導(dǎo)的肌球蛋白收縮性調(diào)節(jié)拂蝎,并且ESCRT也參與了MV脫落的最后階段。ARF6還可以在外泌體生物發(fā)生過(guò)程中調(diào)節(jié)ILV萌生到MVBs中惶室。因此温自,除了目前定義的細(xì)胞起源、大小和生物發(fā)生的特定方面的區(qū)別外皇钞,MV形成和外泌體生物發(fā)生還采用了常見(jiàn)的蛋白質(zhì)機(jī)制悼泌。
細(xì)胞間通訊是腫瘤進(jìn)展和轉(zhuǎn)移的重要特征。值得注意的是夹界,除了原發(fā)性腫瘤微環(huán)境中的局部信號(hào)外鸠踪,腫瘤還可以遠(yuǎn)距離向未來(lái)轉(zhuǎn)移的部位發(fā)出信號(hào),以促進(jìn)形成一個(gè)適宜的复斥、轉(zhuǎn)移前的生態(tài)位(PMN)营密,在腫瘤細(xì)胞到達(dá)后促進(jìn)其生長(zhǎng)。由于外泌體可以運(yùn)輸和轉(zhuǎn)移生物活性分子目锭,因此外泌體在調(diào)節(jié)轉(zhuǎn)移方面的能力目前受到極大關(guān)注评汰。事實(shí)上纷捞,通過(guò)耗盡腫瘤細(xì)胞中的Rab27a或藥物抑制未來(lái)轉(zhuǎn)移部位的外體攝取而減少外泌體分泌足以損害PMN的形成以及腫瘤轉(zhuǎn)移的發(fā)生。
值得注意的是被去,MVs在癌癥期間參與細(xì)胞串?dāng)_兰绣;最早的研究之一描述了來(lái)自轉(zhuǎn)移性黑色素瘤細(xì)胞的MVs如何增強(qiáng)侵襲性較弱的非轉(zhuǎn)移性黑色素瘤細(xì)胞的肺定植。關(guān)于MVs的進(jìn)一步研究主要強(qiáng)調(diào)了MVs支持原發(fā)性腫瘤生長(zhǎng)和生存的能力编振。在這里缀辩,我們把重點(diǎn)放在外泌體上,因?yàn)楦鶕?jù)其歷史定義的大小標(biāo)準(zhǔn)和細(xì)胞起源踪央,以及它們包括不是真正的囊泡的分泌顆粒臀玄,它們被描述為在PMN形成和轉(zhuǎn)移過(guò)程中介導(dǎo)長(zhǎng)程信號(hào)的主要EV群體。我們回顧了外泌體在腫瘤轉(zhuǎn)移中的作用的研究進(jìn)展畅蹂,重點(diǎn)介紹了外泌體在腫瘤轉(zhuǎn)移中的作用健无,外泌體在PMN形成中的作用,以及外泌體的臨床應(yīng)用
外泌體內(nèi)的腫瘤信息液斜。
包裹中的蛋白質(zhì)
癌細(xì)胞外泌體包含多種蛋白質(zhì)累贤,有些在不同的細(xì)胞類(lèi)型之間共享,而另一些則是獨(dú)特的包裝少漆,反映了原始細(xì)胞臼膏。腫瘤外泌體表達(dá)一系列蛋白質(zhì),包括致癌蛋白示损、整合素和信號(hào)分子渗磅。對(duì)癌細(xì)胞外泌體的分析發(fā)現(xiàn),蛋白質(zhì)的外體包裝在不同的癌癥類(lèi)型之間以及不同轉(zhuǎn)移潛能但來(lái)源相似的癌癥之間存在差異检访。來(lái)自美國(guó)國(guó)家癌癥研究所(NCI-60)的代表9種不同癌癥類(lèi)型的60種癌細(xì)胞系的EV的蛋白質(zhì)組學(xué)特征發(fā)現(xiàn)始鱼,這些癌癥的EV中只有213種蛋白質(zhì)是共享的,而總體而言脆贵,超過(guò)6000種蛋白質(zhì)是唯一的医清。共有的蛋白質(zhì)代表了參與生物發(fā)生的因素,而獨(dú)特的蛋白質(zhì)則反映了細(xì)胞的起源卖氨,而這些細(xì)胞又是潛在的標(biāo)記物会烙。其他研究對(duì)胰腺癌(PaC)進(jìn)行了全面的蛋白質(zhì)組學(xué)分析外泌體。外泌體的特征從人PaC和非惡性胰腺上皮細(xì)胞系的蛋白質(zhì)組中發(fā)現(xiàn)362種蛋白在PaC外泌體中特異表達(dá)双泪,已知其在PMN調(diào)節(jié)和腫瘤細(xì)胞增殖持搜、侵襲和轉(zhuǎn)移中的作用。同樣焙矛,在兩個(gè)具有不同轉(zhuǎn)移潛能的PaC細(xì)胞系的外泌體中發(fā)現(xiàn)了4000多個(gè)蛋白表達(dá)。然而残腌,其中79種差異表達(dá)村斟,在更高轉(zhuǎn)移性細(xì)胞系的外泌體中發(fā)現(xiàn)的蛋白質(zhì)在粘附贫导、侵襲、生長(zhǎng)蟆盹、代謝和轉(zhuǎn)移中發(fā)揮作用孩灯。同樣,轉(zhuǎn)移性小鼠黑色素瘤細(xì)胞系B16F10的外泌體與侵襲性較小的小鼠黑色素瘤變體B16F1相比逾滥,具有更高的cMet水平峰档。在這些研究中,來(lái)自更具侵襲性的細(xì)胞系的外泌體比來(lái)自轉(zhuǎn)移性較小的變體的外泌體更具轉(zhuǎn)移性寨昙,提示這些獨(dú)特的外體蛋白表達(dá)模式影響轉(zhuǎn)移的進(jìn)展讥巡。
差異和選擇性的蛋白質(zhì)包裝也發(fā)生在不同來(lái)源的癌癥和具有特定轉(zhuǎn)移傾向的癌癥之間。不同類(lèi)型腫瘤外泌體中不同整合素的包裝對(duì)決定攜帶腫瘤外泌體的器官有一定作用舔哪。a6b4和a6b1整合素在轉(zhuǎn)移到肺的乳腺癌(BC)外泌體中最為豐富欢顷,而avb5整合素在肝轉(zhuǎn)移(肝向)PaC外泌體中富集。有趣的是捉蚤,這種外泌體整合素表達(dá)模式并不代表細(xì)胞整合素的表達(dá)抬驴,這表明特定的包裝途徑促進(jìn)了這些整合素優(yōu)先排序?yàn)橥饷隗w。具體來(lái)說(shuō)缆巧,a6b4在肺轉(zhuǎn)移細(xì)胞的外泌體中的表達(dá)高于細(xì)胞本身的表達(dá)水平布持。此外,盡管肝轉(zhuǎn)移細(xì)胞的a6b4表達(dá)高于肺轉(zhuǎn)移細(xì)胞陕悬,但來(lái)自肺嗜性細(xì)胞的外泌體比來(lái)自嗜肝細(xì)胞的外泌體包裹更多的a6b4鳖链。這些外泌體顯示的攝取模式反映了腫瘤細(xì)胞的轉(zhuǎn)移性器官向性,并依賴(lài)于這些整合素墩莫,這表明腫瘤分泌的外泌體整合素在決定腫瘤轉(zhuǎn)移的部位起著至關(guān)重要的作用芙委,它們可以作為預(yù)測(cè)器官向性轉(zhuǎn)移的生物標(biāo)志物。同樣狂秦,在胃癌(GC)中灌侣,整合素avb6通過(guò)外泌體在腫瘤細(xì)胞之間轉(zhuǎn)移,增強(qiáng)受體細(xì)胞的粘附和遷移裂问。此外侧啼,在前列腺癌患者中,整合素avb6在外周血單個(gè)核細(xì)胞中高表達(dá)堪簿。avb6整合素抑制腫瘤細(xì)胞及其外泌體的STAT1/MX1/2信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)痊乾,當(dāng)通過(guò)外泌體轉(zhuǎn)移時(shí),重組單核細(xì)胞為M2腫瘤支持表型椭更。
在腫瘤細(xì)胞上表達(dá)的表皮生長(zhǎng)因子受體(EGFR)在腫瘤的發(fā)生中起著重要作用哪审,而EVs介導(dǎo)的EGFR信號(hào)也被描述為支持腫瘤的進(jìn)展和轉(zhuǎn)移。早期關(guān)于分泌型EGFR在原發(fā)性腫瘤發(fā)生過(guò)程中的作用的研究表明虑瀑,腫瘤細(xì)胞源性MVs向其他腫瘤細(xì)胞或內(nèi)皮細(xì)胞(ECs)水平轉(zhuǎn)移癌基因EGFR可促進(jìn)膠質(zhì)瘤中癌細(xì)胞的生長(zhǎng)和存活以及誘導(dǎo)人鱗狀細(xì)胞癌血管生成湿滓。GC外泌體也表達(dá)功能活性的EGFR滴须,可以被傳遞到肝間質(zhì)細(xì)胞的質(zhì)膜上。EGFR從細(xì)胞膜轉(zhuǎn)位叽奥,激活HGF扔水,HGF與癌細(xì)胞上的cMet結(jié)合,促進(jìn)轉(zhuǎn)移細(xì)胞的種植和增殖朝氓。EGFR配體也可以通過(guò)外泌體轉(zhuǎn)移魔市,促進(jìn)轉(zhuǎn)移。Amphiregulin是一種EGFR配體赵哲,在人類(lèi)BC和結(jié)腸癌(CoC)外泌體中被發(fā)現(xiàn)待德,并增加了周?chē)┘?xì)胞的侵襲性。在CoC中誓竿,EGFR和Amphiregulin均在患者血漿外顯體中表達(dá)磅网。
podoplanin(PDPN)是一種跨膜糖蛋白,在腫瘤組織中表達(dá)增高筷屡。表達(dá)高PDPN的細(xì)胞分泌更多的外泌體涧偷,這些外泌體包含與細(xì)胞粘附、細(xì)胞骨架重塑毙死、信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)燎潮、細(xì)胞內(nèi)轉(zhuǎn)運(yùn)和EV生物發(fā)生有關(guān)的蛋白質(zhì)。PDPN本身在外泌體膜上表達(dá)扼倘,提示糖蛋白在調(diào)節(jié)外泌體生物發(fā)生和貨物選擇中有著重要但鮮為人知的作用确封。
一些細(xì)胞的外泌體亞群之間的異質(zhì)性也顯示出來(lái)。Exo-Large (90–120 nm), Exo-Small (60–80 nm), and the membrane-less exomere(<50nm)三個(gè)亞群分別選擇性地包裝了與不同細(xì)胞途徑和不同細(xì)胞器相關(guān)的獨(dú)特蛋白質(zhì)再菊。當(dāng)外謎體顯著富含與代謝和聚糖生物學(xué)相關(guān)的蛋白質(zhì)時(shí)爪喘,較大的外顯子高度表達(dá)annexins、ESCRTs纠拔、integrins和信號(hào)通路分子播赁。對(duì)外泌體釋放和支持原發(fā)性腫瘤生長(zhǎng)和轉(zhuǎn)移至關(guān)重要的Rab蛋白主要在外泌體大和外泌體小表達(dá)先舷,而不是membrane-less exomere。這些蛋白質(zhì)表達(dá)模式表明疙剑,每種亞型在癌癥中都有不同的作用陨献。
Nucleic Acid Parcels
外泌體也含有多種rna门怪。大多數(shù)研究表明坐梯,microRNAs(miRs)和非編碼RNAs是外泌體運(yùn)輸?shù)闹饕猂NA物種郎汪;然而,也有報(bào)告稱(chēng)存在mRNA劝萤、rRNA和tRNA渊涝。不同的外泌體亞群含有不同數(shù)量的RNA,但一般來(lái)說(shuō),較大的囊泡含有更多的RNA驶赏。外泌體RNA介導(dǎo)細(xì)胞間的通訊炸卑,包括在腫瘤微環(huán)境中培養(yǎng)不同的細(xì)胞既鞠,并顯示其作為癌癥生物標(biāo)記物的潛力(表1)煤傍。例如,在PrC嘱蛋,外源性miRs誘導(dǎo)成纖維細(xì)胞活化蚯姆、遷移、血管生成和成骨細(xì)胞分化洒敏,從而促進(jìn)骨PMN龄恋。來(lái)自CoC細(xì)胞的外體miR-1245通過(guò)高轉(zhuǎn)化生長(zhǎng)因子b(TGF-b)表達(dá)將巨噬細(xì)胞重編程為腫瘤相關(guān)巨噬細(xì)胞(TAM),從而促進(jìn)腫瘤生長(zhǎng)和轉(zhuǎn)移凶伙。外泌體miRs也促進(jìn)了轉(zhuǎn)移生態(tài)位(MN)郭毕。在大腦中,星形膠質(zhì)細(xì)胞的外泌體將miR-19a轉(zhuǎn)移到BC細(xì)胞函荣,導(dǎo)致PTEN表達(dá)減少显押,從而導(dǎo)致CCL2的分泌和髓樣細(xì)胞的募集,增強(qiáng)增殖傻挂,最終增加腦轉(zhuǎn)移乘碑。這些研究闡明了外源性miRs在調(diào)節(jié)癌癥進(jìn)展中的不同作用。
雖然外體miRs的研究最好金拒,但其他外體rna的功能也受到了質(zhì)疑兽肤。卵巢癌(OvC)外泌體向間皮細(xì)胞轉(zhuǎn)移MMP1 mRNA在體外和體內(nèi)誘導(dǎo)腹膜間皮屏障的破壞并促進(jìn)癌癥擴(kuò)散。另一種RNA損傷相關(guān)分子模式(DAMP)轉(zhuǎn)移的機(jī)制最近被揭示绪抛。在非病理?xiàng)l件下资铡,RN7SL1在成纖維細(xì)胞胞漿中被三結(jié)合蛋白SRP9/14屏蔽。然而幢码,在BC中笤休,腫瘤細(xì)胞激活了癌成纖維細(xì)胞的Notch-Myc通路,在外泌體中部署了非屏蔽的RN7SL1蛤育。非屏蔽的RN7SL1激活RIG-I宛官,在轉(zhuǎn)移到免疫細(xì)胞時(shí)產(chǎn)生炎癥反應(yīng),當(dāng)轉(zhuǎn)移到BC細(xì)胞時(shí)誘導(dǎo)腫瘤生長(zhǎng)和侵襲瓦糕。
通過(guò)外泌體轉(zhuǎn)移RNA也可以從癌細(xì)胞中去除腫瘤抑制分子底洗。在CoC中,腫瘤抑制mir被高度包裝成外泌體咕娄,而致癌mir在細(xì)胞中的表達(dá)高于外泌體亥揖。外顯子介導(dǎo)的細(xì)胞miR再平衡有利于原發(fā)性腫瘤的進(jìn)展。
DNA首先在外泌體中被發(fā)現(xiàn)為單鏈DNA(ssDNA)。后來(lái)费变,雙鏈DNA(dsDNA)被發(fā)現(xiàn)是外泌體中DNA的主要形式位于囊泡的表面和內(nèi)部摧扇。外體DNA(exoDNA)來(lái)源于細(xì)胞核和線粒體(mtDNA),代表整個(gè)基因組挚歧,不偏向特定序列或DNA結(jié)構(gòu)扛稽。與非癌細(xì)胞的外泌體相比,癌源性外泌體的DNA包裝顯著更高滑负。此外在张,在所有外泌體亞群中都發(fā)現(xiàn)了DNA,但不同癌細(xì)胞系之間的分布有所不同矮慕。雖然外泌體DNA包裝的機(jī)制尚不明確帮匾,但有研究表明,小鼠胚胎成纖維細(xì)胞(MEFs)利用外泌體去除多余的細(xì)胞質(zhì)DNA(cytDNA)痴鳄,這可能會(huì)導(dǎo)致細(xì)胞周期停滯或凋亡等衰老瘟斜。鑒于高水平的基因組不穩(wěn)定性和cytDNA在癌細(xì)胞中的積累,癌細(xì)胞可能分泌更多的外泌體DNA以防止衰老和凋亡痪寻,確保其生存和增殖潛力螺句。
雖然,很明顯癌源性外泌體含有更多的DNA槽华,但是外泌體DNA攝取的功能效應(yīng)尚不清楚壹蔓。腫瘤源性外泌體DNA的作用主要是在化療或放療的背景下研究的。例如猫态,用拓?fù)涮婵祷蜉椛湔T導(dǎo)的免疫刺激性DNA分泌治療患有BC腫瘤的小鼠佣蓉,通過(guò)促進(jìn)樹(shù)突狀細(xì)胞(DC)成熟和CD8+T細(xì)胞活化而導(dǎo)致抗腫瘤反應(yīng)。此外亲雪,用伊立替康處理CoC細(xì)胞后勇凭,可誘導(dǎo)含DNA外泌體的釋放。當(dāng)該外顯DNA被腸道固有免疫細(xì)胞攝取后义辕,激活炎癥小體虾标,誘導(dǎo)IL-1b和IL-18分泌,并產(chǎn)生嚴(yán)重的胃腸道毒性灌砖。最后璧函,許多癌癥的特征是線粒體DNA的丟失,導(dǎo)致對(duì)無(wú)氧代謝和休眠的依賴(lài)性增加基显。在激素治療敏感的BC模型中蘸吓,癌相關(guān)成纖維細(xì)胞(CAFs)在其外泌體中包裝了大量的mtDNA。獲得這種mtDNA的休眠癌干細(xì)胞(CSCs)退出代謝停滯撩幽,并有助于轉(zhuǎn)化為激素治療耐藥疾病库继。
如前所述箩艺,外泌體DNA代表整個(gè)基因組;因此宪萄,任何突變都可能在外謎體DNA中發(fā)現(xiàn)艺谆。因此,從患者血漿中提取的外泌體DNA可用于癌癥特異性突變的早期檢測(cè)拜英。事實(shí)上静汤,一些報(bào)告顯示PaC循環(huán)的外泌體可以作為KRAS和TP53等基因中癌癥突變的液體活檢。此外聊记,外泌體DNA突變頻率和預(yù)后不良相關(guān)
外泌體塑造PMNs:從基礎(chǔ)到最終構(gòu)建
PMN是由遠(yuǎn)處器官發(fā)生的變化引起的撒妈,這些變化是為循環(huán)腫瘤細(xì)胞(ctc)的種植和生長(zhǎng)準(zhǔn)備的恢暖。在PMN模型中排监,關(guān)于轉(zhuǎn)移病灶生長(zhǎng)的器官的決定不是隨機(jī)的,而是由原發(fā)性腫瘤分泌因子啟動(dòng)和協(xié)調(diào)的預(yù)定過(guò)程杰捂。此外舆床,最近的數(shù)學(xué)模型表明,有兩個(gè)因素對(duì)PMN的形成和轉(zhuǎn)移至關(guān)重要:(1)促進(jìn)轉(zhuǎn)移突變的發(fā)生嫁佳;(2)適宜的環(huán)境挨队。沒(méi)有后者,入侵是不可能的蒿往,因?yàn)楦?jìng)爭(zhēng)性淘汰和缺乏潛在的生態(tài)位盛垦。
共同構(gòu)成腫瘤的分泌因子和分泌因子。這些分泌因子以特定器官為靶點(diǎn)瓤漏,誘導(dǎo)改變腾夯,為ctc創(chuàng)造一個(gè)良好的環(huán)境。雖然沒(méi)有直接比較每種因素的相對(duì)貢獻(xiàn)蔬充,但在小鼠黑色素瘤和大鼠PaC已經(jīng)證明用從這些細(xì)胞的條件培養(yǎng)基中分離出的外泌體進(jìn)行體內(nèi)治療足以重現(xiàn)條件培養(yǎng)基處理觀察到的PMN誘導(dǎo)蝶俱。在這里,我們特別關(guān)注外泌體如何調(diào)控信息饥漫,但我們指導(dǎo)讀者閱讀其他關(guān)于PMN形成的評(píng)論榨呆,這些評(píng)論涵蓋了在此過(guò)程中額外分泌因子的重要作用。對(duì)于未來(lái)的工作來(lái)說(shuō)庸队,更好地剖析腫瘤分泌組分是如何協(xié)同調(diào)節(jié)PMN的积蜻,這無(wú)疑是至關(guān)重要的。這些PMN變化包括血栓形成彻消、血管滲漏竿拆、骨髓免疫細(xì)胞浸潤(rùn)、細(xì)胞外基質(zhì)(ECM)和基質(zhì)調(diào)節(jié)证膨。
血栓形成:血凝塊變厚
癌癥患者發(fā)生血栓的風(fēng)險(xiǎn)增加如输,這是預(yù)后不良的主要原因。第一個(gè)證據(jù)表明,在豚鼠肝癌細(xì)胞系和小鼠BC細(xì)胞系脫落的微粒中不见,促凝活性得到證實(shí)澳化。從那時(shí)起,一些研究表明稳吮,腫瘤衍生的EVs表現(xiàn)出促凝特性缎谷,這可能有助于腫瘤相關(guān)血栓形成,而血栓形成往往與轉(zhuǎn)移相關(guān)灶似。組織因子(TF)是一種跨膜受體列林,也是凝血的起始因子,在腫瘤源性外泌體和MVs中的富集與血栓形成的增加有關(guān)酪惭。TF結(jié)合凝血蛋白希痴,引發(fā)一系列事件,導(dǎo)致纖維蛋白凝塊的形成和血小板活化春感。在MDA-MB-231bc模型中砌创,與來(lái)自非轉(zhuǎn)移MCF7-BC細(xì)胞的EVs相比,外泌體和MVs在TF中富集并加速凝血鲫懒,這表明TF相關(guān)的侵襲性表型嫩实。通過(guò)MDA-MB-231MVs將TF轉(zhuǎn)移到MCF7細(xì)胞顯著提高M(jìn)CF7細(xì)胞中的TF活性。MDA-MB-231外泌體通過(guò)TF依賴(lài)性凝血酶的生成促進(jìn)血漿凝血和間接血小板聚集窥岩,但它們也直接與血小板相互作用并獨(dú)立于TF激活血小板甲献。此外,來(lái)自髓母細(xì)胞瘤細(xì)胞系和兒童胚胎性腦腫瘤的miR-520外泌體直接靶向并降低TF颂翼,減少纖維蛋白凝塊晃洒。
外泌體也通過(guò)其他因素或間接影響凝血而誘發(fā)血栓形成。黑色素瘤外泌體和MVs富含組蛋白和熱休克蛋白疚鲤,可增強(qiáng)血小板血漿中凝血酶的生成锥累。活化血小板MVs(PMVs)還通過(guò)促進(jìn)MAPK和PI3K-Akt信號(hào)傳導(dǎo)集歇,支持癌細(xì)胞向肺癌細(xì)胞轉(zhuǎn)移后的增殖和轉(zhuǎn)移桶略,MMP表達(dá)上調(diào),癌細(xì)胞粘附到內(nèi)皮細(xì)胞和纖維蛋白原诲宇,表明這些凝血相關(guān)的途徑也支持癌癥進(jìn)展的其他方面际歼。事實(shí)上,用肝素(一種抗凝藥物)反復(fù)治療口腔鱗癌細(xì)胞姑蓝,可抑制體泌外轉(zhuǎn)移表型并降低體內(nèi)腫瘤生長(zhǎng)鹅心。此外,外泌體誘導(dǎo)中性粒細(xì)胞胞外陷阱(NETs)的形成纺荧,這一過(guò)程增強(qiáng)了癌癥相關(guān)的血栓形成旭愧。net誘導(dǎo)血小板聚集和凝血抑制劑降解颅筋。在體內(nèi),表達(dá)TF的4T1小鼠BC外泌體誘導(dǎo)NET形成和加速血栓形成输枯。在4T1荷瘤動(dòng)物中觀察到類(lèi)似的NET誘導(dǎo)和血栓形成议泵,這表明外泌體是參與NET依賴(lài)性血栓形成的一個(gè)關(guān)鍵的腫瘤誘導(dǎo)因子。
血管破裂和滲漏
血管內(nèi)皮細(xì)胞層為液體桃熄、蛋白質(zhì)和細(xì)胞提供了物理屏障先口。內(nèi)皮細(xì)胞之間通過(guò)粘附物和緊密連接連接連接,而這些連接又保持內(nèi)皮屏障功能瞳收。評(píng)估遠(yuǎn)處組織發(fā)現(xiàn)碉京,癌細(xì)胞分泌的可溶性因子和外泌體能夠損傷EC連接,這反過(guò)來(lái)又導(dǎo)致血管通透性增加螟深,使囊泡和細(xì)胞進(jìn)一步進(jìn)入組織實(shí)質(zhì)谐宙。在BC中,多個(gè)研究表明外源性miRs誘導(dǎo)血管通透性血崭。MiR-939在bc患者腫瘤中高表達(dá)卧惜,并通過(guò)外泌體轉(zhuǎn)移到ECs,導(dǎo)致血管內(nèi)皮(VE)-鈣粘蛋白(EC特異性粘附蛋白)下調(diào)夹纫,增加體外血管通透性。在小鼠體內(nèi)设凹,miR-181c通過(guò)下調(diào)肌動(dòng)蛋白調(diào)節(jié)因子PDPK1舰讹,破壞血腦屏障(BBB)的穩(wěn)定性,導(dǎo)致ECs中肌動(dòng)蛋白定位異常闪朱。這擾亂了肌動(dòng)蛋白與緊密連接蛋白的結(jié)合月匣,增加了血管通透性和腦轉(zhuǎn)移。同樣奋姿,外泌體miR105通過(guò)下調(diào)另一種緊密連接蛋白ZO-1锄开,誘導(dǎo)肺和肝血管滲漏,促進(jìn)轉(zhuǎn)移称诗,從而破壞緊密連接萍悴。MiR-105在轉(zhuǎn)移前階段的患者循環(huán)中檢測(cè)到,血液和腫瘤中的MiR-105水平與BC早期的轉(zhuǎn)移進(jìn)展相關(guān)寓免。在多形性膠質(zhì)母細(xì)胞瘤(GBM)患者中癣诱,來(lái)自GBM干細(xì)胞樣細(xì)胞的外泌體含有高水平的功能性VEGF-A,可在體外誘導(dǎo)腦內(nèi)皮細(xì)胞的血管生成和通透性袜香∷河瑁總的來(lái)說(shuō),這些研究展示了外泌體是如何利用各種機(jī)制促進(jìn)不同癌癥轉(zhuǎn)移部位的血管滲漏蜈首。
免疫功能阻滯
由自然殺傷細(xì)胞(NK)和T細(xì)胞等免疫細(xì)胞介導(dǎo)的抗腫瘤免疫是一種天然的抗腫瘤免疫实抡。為了克服這一障礙欠母,腫瘤細(xì)胞在轉(zhuǎn)移部位參與免疫抑制機(jī)制,包括招募其他免疫細(xì)胞來(lái)抑制這些抗腫瘤反應(yīng)吆寨。免疫細(xì)胞的募集是PMN建立的一個(gè)標(biāo)志艺蝴,這些細(xì)胞已經(jīng)被證明具有免疫抑制能力。尤其是鸟废,PMN形成的一個(gè)關(guān)鍵始發(fā)事件涉及骨髓中造血干細(xì)胞和祖細(xì)胞的擴(kuò)張以及這些細(xì)胞動(dòng)員到PMN猜敢,在PMN中,這些細(xì)胞被重新編程為免疫抑制性髓系盒延,從而阻斷T細(xì)胞介導(dǎo)的抗腫瘤免疫缩擂。有趣的是,外泌體誘導(dǎo)骨髓源性細(xì)胞(BMDC)向肺中性粒細(xì)胞(PMN)募集添寺,它們還促進(jìn)骨髓源性抑制細(xì)胞的積聚胯盯,并直接抑制缺乏腫瘤小鼠肺和肝臟中的T細(xì)胞和NK細(xì)胞。成熟的樹(shù)突狀細(xì)胞也通過(guò)呈遞腫瘤抗原在抗腫瘤免疫中發(fā)揮重要作用计露,但黑色素瘤衍生的外泌體損害淋巴結(jié)(LNs)中的DC成熟博脑。由于淋巴結(jié)轉(zhuǎn)移是黑色素瘤向全身轉(zhuǎn)移疾病發(fā)展的關(guān)鍵,這些結(jié)果說(shuō)明了外泌體介導(dǎo)的免疫抑制在轉(zhuǎn)移過(guò)程中的重要性票罐。
分子水平上叉趣,外泌體介導(dǎo)的免疫調(diào)節(jié)機(jī)制多種多樣。B16F10黑色素瘤外泌體將活化的cMet轉(zhuǎn)移至BMDC该押,以促進(jìn)促轉(zhuǎn)移表型并動(dòng)員PMN疗杉。黑色素瘤外泌體還通過(guò)外泌體PD-L1介導(dǎo)免疫抑制,抑制CD8+T細(xì)胞功能蚕礼,促進(jìn)腫瘤生長(zhǎng)烟具。重要的是,循環(huán)外泌體PD-L1水平與黑色素瘤患者的轉(zhuǎn)移呈正相關(guān)奠蹬,這表明外泌體介導(dǎo)的免疫抑制機(jī)制在促進(jìn)轉(zhuǎn)移中起著重要作用朝聋。B16F10黑色素瘤外泌體含有小核RNA,可激活肺上皮細(xì)胞中TLR3的表達(dá)囤躁,這對(duì)于中性粒細(xì)胞募集到肺中形成PMN至關(guān)重要冀痕。在GC模型中,表達(dá)高遷移率族盒-1(HMGB1)的外泌體通過(guò)與中性粒細(xì)胞TLR4受體結(jié)合來(lái)激活中性粒細(xì)胞割以。雖然中性粒細(xì)胞活化對(duì)中性粒細(xì)胞形成的影響在本研究中沒(méi)有被研究金度,但這些中性粒細(xì)胞也可能影響中性粒細(xì)胞,如黑色素瘤严沥。在PaC模型中猜极,外泌體壓迫任何腫瘤-特異性抗原這些外泌體結(jié)合自身抗體進(jìn)入血漿,形成補(bǔ)體機(jī)制的誘餌消玄,并阻止針對(duì)癌細(xì)胞自身的免疫反應(yīng)跟伏。相反丢胚,來(lái)自非轉(zhuǎn)移性癌細(xì)胞的胞外泌體促進(jìn)TRAIL陽(yáng)性腫瘤反應(yīng)性巨噬細(xì)胞的擴(kuò)張、募集和分化受扳,這些巨噬細(xì)胞殺死并吞噬腫瘤細(xì)胞携龟,有助于減少轉(zhuǎn)移。
Educating the Neighborhood
當(dāng)腫瘤形成時(shí)勘高,它們通過(guò)可溶性因子峡蟋、外泌體和直接的細(xì)胞-細(xì)胞相互作用來(lái)改變間質(zhì)。此外华望,遠(yuǎn)端器官中的bmdc和成纖維細(xì)胞是原發(fā)性腫瘤外泌體的共同靶點(diǎn)蕊蝗。除了促進(jìn)成纖維細(xì)胞活化,外泌體還通過(guò)體外對(duì)人成纖維細(xì)胞進(jìn)行代謝重編程赖舟,誘導(dǎo)細(xì)胞外酸化蓬戚,這是PMN建立的重要步驟。多發(fā)性骨髓瘤(MM)細(xì)胞修飾bmdc以創(chuàng)造腫瘤支持環(huán)境宾抓。然后子漩,修飾的BMDC分泌外泌體,誘導(dǎo)MM腫瘤生長(zhǎng)并促進(jìn)腫瘤細(xì)胞的擴(kuò)散石洗。同樣幢泼,來(lái)自BMDC外泌體的miR-221促進(jìn)GC細(xì)胞遷移、侵襲和基質(zhì)粘附劲腿。黑色素瘤外泌體增強(qiáng)自身的攝取旭绒。原發(fā)性腫瘤CAFs的外泌體也影響轉(zhuǎn)移。在BC模型中焦人,CAF外泌體增加癌細(xì)胞的運(yùn)動(dòng)性、遷移性和侵襲性重父,這依賴(lài)于Wnt信號(hào)花椭。此外,CAF來(lái)源的miRs外泌體的轉(zhuǎn)移促進(jìn)了BC細(xì)胞的非錨定細(xì)胞生長(zhǎng)房午、侵襲性和骨轉(zhuǎn)移矿辽。
細(xì)胞外基質(zhì)改變
在PMN建立過(guò)程中,ECM通過(guò)重組已有的分子或通過(guò)新的ECM沉積而改變郭厌。這些變化受到許多因素的推動(dòng)袋倔,包括可溶性因子、免疫細(xì)胞和外泌體折柠,從而為CTC的播種和生長(zhǎng)創(chuàng)造了一個(gè)寬松的環(huán)境宾娜。癌源性外泌體調(diào)控ECM,外泌體誘導(dǎo)的肝扇售、肺中性粒細(xì)胞纖維結(jié)合蛋白沉積被描述前塔。在肝臟中嚣艇,攜帶巨噬細(xì)胞移動(dòng)抑制因子(MIF)的PaC外泌體促進(jìn)Kupffer細(xì)胞分泌TGF-b,從而誘導(dǎo)星狀細(xì)胞產(chǎn)生纖維連接蛋白华弓。同樣食零,肺成纖維細(xì)胞攝取BC外泌體促進(jìn)其活化和纖維結(jié)合蛋白分泌。此外寂屏,外泌體小核RNA增強(qiáng)了肺pmn中MMP9和纖維連接蛋白的表達(dá)贰谣,從而促進(jìn)中性粒細(xì)胞的募集。在大鼠PaC模型中迁霎,由于細(xì)胞外基質(zhì)降解缺陷吱抚,外泌體中CD151和Tspan8(屬于四斯潘蛋白家族)的耗竭會(huì)削弱外泌體介導(dǎo)的PMN形成,從而導(dǎo)致轉(zhuǎn)移減少欧引。暴露于缺氧條件下的PrC細(xì)胞分泌富含細(xì)胞-細(xì)胞連接重構(gòu)酶的外泌體频伤,導(dǎo)致這些外泌體靶向的PrC細(xì)胞的運(yùn)動(dòng)性、侵襲性和干性增加芝此。來(lái)自高轉(zhuǎn)移性卵巢癌細(xì)胞的EVs攜帶MMP1 mRNA憋肖,轉(zhuǎn)移到間皮細(xì)胞,MMP1的表達(dá)和分泌反過(guò)來(lái)上調(diào)以促進(jìn)癌癥的進(jìn)展婚苹。最后岸更,非小細(xì)胞肺癌(NSCLC)細(xì)胞調(diào)節(jié)胞外泌體中podocalyxin的表達(dá),進(jìn)而影響成纖維細(xì)胞中整合素的運(yùn)輸膊升,并通過(guò)引入促腫瘤的ECM成分創(chuàng)造一個(gè)支持腫瘤細(xì)胞遷移和侵襲的微環(huán)境怎炊。
器官轉(zhuǎn)移之謎
盡管提出了器官靶向性的概念,描述了某些腫瘤轉(zhuǎn)移到特定器官的傾向廓译,最初是由斯蒂芬·佩吉特在120多年前提出的评肆,但轉(zhuǎn)移的這一方面的機(jī)制仍不清楚。最近關(guān)于外泌體介導(dǎo)的轉(zhuǎn)移的研究部分地解決了這個(gè)謎團(tuán)非区。腫瘤源性外泌體表達(dá)特定整合素模式瓜挽,即a6b1、a6b4征绸、avb5和avb3久橙,與ECM分子(如層粘連蛋白和纖維連接蛋白)以及靶器官中的某些細(xì)胞類(lèi)型有關(guān),部分決定了肺管怠、肝和腦器官變性部位的未來(lái)PMN淆衷。此外,在囊泡表面發(fā)現(xiàn)的額外外泌體粘附分子和其他外泌體成分渤弛,如脂質(zhì)祝拯,也可能介導(dǎo)外泌體在未來(lái)轉(zhuǎn)移部位的選擇性粘附和細(xì)胞融合,從而促進(jìn)器官向性暮芭。關(guān)于外泌體在促進(jìn)轉(zhuǎn)移中的作用的研究也表明鹿驼,并非所有的小生境都是一樣的欲低,肺、肝畜晰、骨和LN-pmn表現(xiàn)出獨(dú)特的特征砾莱。關(guān)鍵的是,在體內(nèi)觀察到了EVs從腫瘤轉(zhuǎn)移到轉(zhuǎn)移部位(如肺和LN)的系統(tǒng)性轉(zhuǎn)移凄鼻,這為腫瘤衍生EVs長(zhǎng)距離發(fā)出信號(hào)的能力提供了直接證據(jù)腊瑟。外泌體誘導(dǎo)遠(yuǎn)處、未來(lái)轉(zhuǎn)移部位微環(huán)境發(fā)生明顯變化的能力證實(shí)了它們?cè)谡{(diào)節(jié)器官向性轉(zhuǎn)移中的作用块蚌。
肺闰非、肝、骨和腦:固定的niche
對(duì)肺轉(zhuǎn)移的研究闡明了外泌體介導(dǎo)的PMN形成的定義原則峭范,包括免疫細(xì)胞的招募财松、常駐細(xì)胞的培養(yǎng)和間質(zhì)的改變。對(duì)PMN形成的初步描述表明纱控,表達(dá)血管內(nèi)皮生長(zhǎng)因子受體1(VEGFR1)的bmdc在癌細(xì)胞到達(dá)之前就已經(jīng)回到肺部辆毡。這些細(xì)胞與局部間質(zhì)相互作用,并為將來(lái)的轉(zhuǎn)移細(xì)胞產(chǎn)生接受位點(diǎn)甜害。后續(xù)研究表明舶掖,原發(fā)性腫瘤驅(qū)動(dòng)的外泌體是這一過(guò)程的關(guān)鍵介體。表達(dá)cMet的黑色素瘤外泌體被bmdc直接吸收尔店,促進(jìn)其向肺部的浸潤(rùn)眨攘,從而形成以血管滲漏為特征的PMN并促進(jìn)轉(zhuǎn)移。除了遷移性免疫細(xì)胞募集到肺部外嚣州,外泌體直接靶向肺部以誘導(dǎo)BC模型中的血管滲漏鲫售,并調(diào)節(jié)BC和黑色素瘤中的常駐肺成纖維細(xì)胞和上皮細(xì)胞。這種外泌體的攝取需要在外泌體中表達(dá)層粘連蛋白結(jié)合整合素a6b4和a6b1该肴,并且外泌體a6b4還通過(guò)促進(jìn)S100基因表達(dá)和Src信號(hào)通路支持成纖維細(xì)胞活化龟虎。在上皮細(xì)胞中,黑色素瘤外泌體攜帶的小核RNA激活TLR3受體沙庐,導(dǎo)致向肺PMN募集促轉(zhuǎn)移中性粒細(xì)胞。其他研究表明佳吞,BC外泌體靶向ECs和下調(diào)的細(xì)胞-細(xì)胞連接蛋白拱雏,以促進(jìn)血管滲漏。BC外泌體Annexin II(AnxII)上調(diào)肺間質(zhì)中pSTAT3和p38MAPK-NF-kB信號(hào)通路也與肺轉(zhuǎn)移增強(qiáng)有關(guān)底扳≈郑總之,這些關(guān)于肺PMN形成的研究表明衷模,外泌體通過(guò)靶向不同的細(xì)胞類(lèi)型鹊汛,誘導(dǎo)多個(gè)間質(zhì)修飾蒲赂,激活各種促轉(zhuǎn)移的信號(hào)傳導(dǎo)過(guò)程來(lái)誘導(dǎo)PMN,所有這些都結(jié)合起來(lái)創(chuàng)造一個(gè)有利于腫瘤細(xì)胞定植的環(huán)境刁憋。
肝轉(zhuǎn)移比原發(fā)性肝癌更常見(jiàn)滥嘴,在許多類(lèi)型的癌癥中都有發(fā)現(xiàn),尤其是胃腸道至耻、乳腺若皱、肺和胰腺,并且與生存率低有關(guān)尘颓。與肺PMN形成不同走触,表達(dá)整合素avb5的PaC外泌體通過(guò)與肝臟中富含纖維連接蛋白的ECM結(jié)合而促進(jìn)肝器官向性,主要由成熟的駐留巨噬細(xì)胞(稱(chēng)為Kupffer細(xì)胞)攝取疤苹,以促進(jìn)肝轉(zhuǎn)移互广。Kupffer細(xì)胞的這種外泌體攝取通過(guò)隨后激活肝星狀細(xì)胞導(dǎo)致肝轉(zhuǎn)移增強(qiáng),后者分泌纖維連接蛋白以促進(jìn)BM源性巨噬細(xì)胞的募集卧土,并且需要外泌體MIF參與惫皱。額外的研究支持了這些發(fā)現(xiàn),證明PaC外泌體不僅被Kupffer細(xì)胞所占據(jù)夸溶,而且還存在于其他巨噬細(xì)胞群中逸吵,這些巨噬細(xì)胞群組織成轉(zhuǎn)移前簇并促進(jìn)轉(zhuǎn)移。類(lèi)似地缝裁,巨噬細(xì)胞攜帶miR-21的外泌體與TLR7結(jié)合并誘導(dǎo)肝巨噬細(xì)胞極化扫皱。活化的巨噬細(xì)胞隨后分泌炎性細(xì)胞因子捷绑,如IL-6和S100A家族成員韩脑,支持肝轉(zhuǎn)移。我們目前對(duì)肝臟PMN形成的理解強(qiáng)調(diào)巨噬細(xì)胞是負(fù)責(zé)接收和傳遞腫瘤外泌體信息以促進(jìn)肝器官向性轉(zhuǎn)移的關(guān)鍵角色粹污。
骨是許多實(shí)體瘤的首選轉(zhuǎn)移部位段多,發(fā)生在癌癥的晚期。而在肺轉(zhuǎn)移和肝轉(zhuǎn)移中壮吩,外泌體通過(guò)免疫細(xì)胞和基質(zhì)細(xì)胞發(fā)揮作用进苍;在骨中,外泌體主要調(diào)節(jié)局部基質(zhì)細(xì)胞鸭叙、破骨細(xì)胞和成骨細(xì)胞觉啊。骨轉(zhuǎn)移性病變分為溶骨性病變和成骨細(xì)胞性病變,前者可導(dǎo)致骨破壞沈贝,后者可增加骨產(chǎn)量杠人。它們也可能是由于破骨細(xì)胞和成骨細(xì)胞功能之間的平衡失調(diào)造成的。非小細(xì)胞肺癌(NSCLC)是一種溶骨性癌,血漿外泌體高度表達(dá)Amphiregulin嗡善,它結(jié)合并持續(xù)激活破骨細(xì)胞中的EGFR辑莫。這導(dǎo)致蛋白水解酶表達(dá)增加,破骨細(xì)胞發(fā)生罩引,并通過(guò)RANKL上調(diào)激活破骨細(xì)胞轉(zhuǎn)移各吨。L-plastin是一種參與細(xì)胞侵襲的肌動(dòng)蛋白結(jié)合蛋白,通過(guò)MDA-MB231外泌體轉(zhuǎn)移至破骨細(xì)胞蜒程,并通過(guò)RANK在體內(nèi)誘導(dǎo)骨溶解绅你。在MM中,外泌體調(diào)節(jié)破骨細(xì)胞前的遷移和破骨細(xì)胞分化昭躺,其特征是通過(guò)激活CXCR4途徑升高破骨細(xì)胞標(biāo)記物忌锯。相反,來(lái)自成骨細(xì)胞PrC的外泌體被轉(zhuǎn)移到破骨細(xì)胞前體細(xì)胞领炫,導(dǎo)致破骨細(xì)胞前體細(xì)胞增殖和分化的降低偶垮,以及破骨細(xì)胞分化標(biāo)記物的減少。此外帝洪,來(lái)自PrC的miR-141-3p外泌體通過(guò)降低DLC1的表達(dá)促進(jìn)成骨細(xì)胞活性似舵、腫瘤生長(zhǎng)和轉(zhuǎn)移。此外葱峡,miR-940在成骨細(xì)胞癌的外泌體中高表達(dá)砚哗。miR-940體外轉(zhuǎn)染骨髓間充質(zhì)干細(xì)胞促進(jìn)成骨轉(zhuǎn)移。
腦轉(zhuǎn)移目前還不清楚砰奕,腫瘤外泌體在介導(dǎo)腦PMN形成和轉(zhuǎn)移中的作用尚不清楚蛛芥。重要的是,表達(dá)avb3整合素(而不是其他有利于肝和肺器官向性的整合素)的腦向性外泌體被證明與大腦內(nèi)皮細(xì)胞融合军援。不同的研究表明仅淑,來(lái)自BC的外泌體通過(guò)損傷ECs中的細(xì)胞-細(xì)胞連接蛋白ZO-1,從而導(dǎo)致BBB通透性增加以及通過(guò)外泌體Anx II激活腦間質(zhì)中的p-STAT3和磷酸化p38-NF-kB胸哥。在另一項(xiàng)研究中涯竟,星形膠質(zhì)細(xì)胞衍生的外泌體誘導(dǎo)腫瘤細(xì)胞發(fā)生癌變,從而增加腦轉(zhuǎn)移空厌。雖然外泌體介導(dǎo)的轉(zhuǎn)移在其他器官中已經(jīng)出現(xiàn)庐船,但是關(guān)于大腦的研究還有很多需要了解。有一個(gè)未被滿足的臨床需求證明了進(jìn)一步研究外泌體在腫瘤轉(zhuǎn)移中的作用嘲更,特別是對(duì)于小細(xì)胞肺癌醉鳖、BC和黑色素瘤的患者。
免疫介質(zhì): Traveling Niches
腫瘤分泌因子哮内,包括外泌體,通過(guò)影響免疫系統(tǒng)和調(diào)節(jié)淋巴管生成在轉(zhuǎn)移中起著關(guān)鍵作用。此外北发,淋巴器官的轉(zhuǎn)移發(fā)生在許多類(lèi)型的癌癥中纹因,通常是轉(zhuǎn)移到其他器官之前的一個(gè)短暫的部位。外泌體介導(dǎo)轉(zhuǎn)移的最早特征之一表明琳拨,B16F10黑色素瘤外泌體通過(guò)增加與血管生成瞭恰、ECM調(diào)節(jié)、腫瘤細(xì)胞募集和生長(zhǎng)相關(guān)的基因的表達(dá)促進(jìn)PMN的形成狱庇。最近對(duì)黑色素瘤的研究表明惊畏,B16F10外泌體被肩胛下竇(SCS)169+巨噬細(xì)胞吞噬。正常情況下密任,SCS-169+巨噬細(xì)胞對(duì)腫瘤有抑制作用颜启,可作為一種屏障阻止外泌體的傳播。然而浪讳,在腫瘤進(jìn)展過(guò)程中缰盏,這種屏障被破壞,使外泌體進(jìn)入LN皮質(zhì)并與B細(xì)胞相互作用淹遵,從而促進(jìn)腫瘤生長(zhǎng)口猜。有趣的是,與其他外泌體亞群相比透揣,B16F10細(xì)胞的外泌體被LN高度攝取济炎,這表明它們可能在LN轉(zhuǎn)移和與免疫系統(tǒng)的相互作用中起作用。在宮頸鱗狀細(xì)胞癌中辐真,外泌體表達(dá)高水平的miR-221-3p须尚。miR-221-3p向淋巴管內(nèi)皮細(xì)胞(LEC)的轉(zhuǎn)運(yùn)通過(guò)下調(diào)血管抑制因子vasohibin-1促進(jìn)遷移和淋巴管生成,并促進(jìn)小鼠LN轉(zhuǎn)移拆祈。MDA-MB-231 BC細(xì)胞的外泌體通過(guò)刺激巨噬細(xì)胞極化至腋窩LN中的M2腫瘤支持巨噬細(xì)胞恨闪,促進(jìn)原發(fā)性腫瘤生長(zhǎng)和淋巴轉(zhuǎn)移。在大腸癌中放坏,外泌體IRF-2誘導(dǎo)前哨淋巴結(jié)巨噬細(xì)胞分泌VEGFC咙咽,導(dǎo)致淋巴管生成和轉(zhuǎn)移。CD97在大多數(shù)GCs中過(guò)度表達(dá)淤年,與腫瘤細(xì)胞分化和侵襲性有關(guān)钧敞。在體外,嗜淋巴性GC細(xì)胞外泌體高表達(dá)CD97麸粮,促進(jìn)細(xì)胞增殖和侵襲溉苛。在小鼠中,腳墊內(nèi)注射表達(dá)CD97的外泌體可提高LN中CD55弄诲、CD44v6愚战、CD31娇唯、EpCam、CD151和CD97的表達(dá)并增強(qiáng)轉(zhuǎn)移寂玲,這表明CD97通過(guò)與其他膜受體的相互作用支持PMN的形成塔插。在肝細(xì)胞癌中,SDF-1a/CXCR4在侵襲和遷移中起重要作用拓哟。從高轉(zhuǎn)移性肝癌(Hca-F)轉(zhuǎn)移到低侵襲性肝癌(Hca-P)的CXCR4外體通過(guò)誘導(dǎo)MMP-9想许、MMP-2和VEGF-C的表達(dá),促進(jìn)Hca-P的遷移和侵襲断序。此外流纹,來(lái)自Hca-F細(xì)胞的外泌體CXCR4促進(jìn)了LEC的增殖和淋巴管的形成。這些研究表明违诗,外泌體不僅在調(diào)節(jié)最終轉(zhuǎn)移部位中起關(guān)鍵作用漱凝,而且它們還調(diào)節(jié)淋巴結(jié)部位作為腫瘤細(xì)胞在其最終目的地途中的稱(chēng)重站的能力。
臨床意義
外泌體引起的耐藥
耐藥性是癌癥治療的一個(gè)主要障礙较雕。有趣的是碉哑,來(lái)源于腫瘤細(xì)胞或CAFs的外泌體可以介導(dǎo)化療和放療(RT)抵抗。最初亮蒋,有研究表明扣典,耐藥細(xì)胞可以在體外通過(guò)膜微粒將耐藥性轉(zhuǎn)移到藥物敏感細(xì)胞。隨后慎玖,研究表明贮尖,外泌體蛋白和小rna,包括長(zhǎng)非編碼rna(lncRs)和miRs趁怔,影響了耐藥性湿硝,為這一現(xiàn)象提供了機(jī)制性的見(jiàn)解。在OvC細(xì)胞中润努,紫杉醇誘導(dǎo)miR-443表達(dá)关斜,當(dāng)通過(guò)外泌體轉(zhuǎn)移時(shí),miR-443在鄰近細(xì)胞中誘導(dǎo)衰老铺浇,導(dǎo)致耐藥性痢畜。同樣,CAFs和腫瘤相關(guān)脂肪細(xì)胞分泌miR-21外泌體鳍侣,可被OvC細(xì)胞吸收丁稀。MiR-21降低了APAF1的表達(dá),導(dǎo)致化療耐藥和OvC細(xì)胞凋亡減少倚聚。M2極化巨噬細(xì)胞源性外泌體降低了對(duì)順鉑的敏感性线衫,這些外泌體中的miR-21抑制了GC腫瘤細(xì)胞的凋亡并增強(qiáng)了PI3K/AKT信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)。PaC的CAF外泌有助于治療抗性惑折;用吉西他濱治療CAFs增加了富含蝸牛和miR-146a的外泌體的分泌授账。這些因素共同促進(jìn)了CAF和腫瘤細(xì)胞的存活枯跑。在腎細(xì)胞癌中,lncARSR被包裝入外泌體矗积,從而轉(zhuǎn)移對(duì)敏感細(xì)胞的耐藥性全肮。三苯氧胺耐藥的BC細(xì)胞及其外泌體中l(wèi)ncR-UCA1表達(dá)增加。當(dāng)用富含lncUCA1的外泌體處理三苯氧胺敏感細(xì)胞時(shí)棘捣,它們產(chǎn)生了三苯氧胺抵抗并顯示出凋亡減少。間充質(zhì)干細(xì)胞來(lái)源的外泌體被轉(zhuǎn)移到骨髓瘤細(xì)胞并通過(guò)外泌體lncPSMA3-AS1賦予蛋白酶體抑制劑耐藥性休建。
外泌體也可以通過(guò)誘導(dǎo)腫瘤干細(xì)胞增殖介導(dǎo)耐藥乍恐。基質(zhì)外泌體轉(zhuǎn)移50個(gè)三磷酸RNA激活BC細(xì)胞的抗病毒RIG-I依賴(lài)性反應(yīng)测砂。這種激活誘導(dǎo)了腫瘤干細(xì)胞的擴(kuò)張茵烈,從而介導(dǎo)了基底細(xì)胞樣基底細(xì)胞對(duì)化療和放療的臨床抵抗。CAF小泡介導(dǎo)miR-221轉(zhuǎn)移到BC細(xì)胞砌些,導(dǎo)致CSCs擴(kuò)張并導(dǎo)致激素治療抵抗呜投。最后,外泌體介導(dǎo)的耐藥與它們的RNA含量無(wú)關(guān)存璃。骨髓瘤細(xì)胞暴露于常用抗骨髓瘤藥物后仑荐,外泌體分泌增強(qiáng)。這些外泌體富含乙酰肝素酶纵东,重組細(xì)胞外基質(zhì)粘招,改變腫瘤和宿主細(xì)胞的行為,導(dǎo)致化療耐藥偎球。
治療應(yīng)用
外顯體由于其天然洒扎、無(wú)毒、可生物降解的特性以及能夠跨越包括BBB在內(nèi)的各種生物屏障而成為一種很有前途的藥物載體衰絮。最早證明外泌體具有這種潛在能力的工作之一袍冷,是通過(guò)在外泌體表面表達(dá)lamp2rvg,將外泌體設(shè)計(jì)成靶向中樞神經(jīng)系統(tǒng)(CNS)的工作猫牡。這些外泌體含有siRNA胡诗,在全身給藥后產(chǎn)生中樞神經(jīng)系統(tǒng)靶基因的特異性耗竭。視網(wǎng)膜也是一個(gè)強(qiáng)大的生物屏障镊掖,與傳統(tǒng)的AAV相比乃戈,包裹在外泌體(AAV2)內(nèi)的腺病毒顯示出更強(qiáng)的視網(wǎng)膜轉(zhuǎn)導(dǎo)能力。在癌癥模型中亩进,PaC患者的外泌體被設(shè)計(jì)成增強(qiáng)了被受體細(xì)胞吸收的能力症虑,同時(shí)也攜帶了靶向致癌KRAS的siRNA治療藥物。當(dāng)用這些外泌體治療PaC腫瘤小鼠時(shí)归薛,原發(fā)腫瘤生長(zhǎng)降低谍憔,證明了這種創(chuàng)新方法的有效性匪蝙。近年來(lái),利用促炎性免疫細(xì)胞的非修飾外泌體作為腫瘤治療手段進(jìn)行了探索习贫。M1極化的抗腫瘤巨噬細(xì)胞產(chǎn)生的外泌體具有向LN的趨向性逛球,被局部巨噬細(xì)胞和dc攝取。胞外體誘導(dǎo)了促炎細(xì)胞因子的釋放苫昌,導(dǎo)致腫瘤生長(zhǎng)抑制颤绕,并被證明是一種比CpG更有效的免疫增強(qiáng)劑,CpG是一種含有CpG基序以模擬病毒或細(xì)菌感染的DNA的免疫刺激合成DNA寡核苷酸,因此,它是免疫反應(yīng)的強(qiáng)大刺激物欺缘。同樣,NK源性外泌體在體外治療后誘導(dǎo)B16F10細(xì)胞凋亡氯葬,并在體內(nèi)抑制腫瘤生長(zhǎng)。盡管在利用外泌體進(jìn)行藥物輸送方面的這些進(jìn)展有望改善治療婉陷,但仍然存在挑戰(zhàn)帚称。有必要確定和優(yōu)化外泌體的可交付物,以促進(jìn)原發(fā)腫瘤和轉(zhuǎn)移部位的最大吸收秽澳。
外泌體作為一種治療癌癥和其他疾病的工具越來(lái)越受到人們的關(guān)注闯睹,這導(dǎo)致了外泌體類(lèi)粒子的發(fā)展,這些粒子通常是完全合成的肝集,因此適合用于制藥目的瞻坝。此外,納米顆粒的特異性可以被改變杏瞻。例如所刀,通過(guò)將蛋白質(zhì)引入囊泡表面來(lái)實(shí)現(xiàn)特異性,并通過(guò)結(jié)合配體進(jìn)一步提高特異性捞挥。納米顆粒也易受電穿孔siRNA負(fù)載的影響浮创,以誘導(dǎo)特定的擊倒。最后砌函,外泌體樣顆粒被證明是靶向轉(zhuǎn)移部位斩披;聚乙二醇脂質(zhì)體納米粒積聚在肺轉(zhuǎn)移灶內(nèi),大小小于1毫米讹俊。這種開(kāi)創(chuàng)性的方法可能將外泌體的治療潛力與藥物的實(shí)用性結(jié)合起來(lái)垦沉。
體液活檢外泌體的意義
由于外泌體代表其來(lái)源細(xì)胞,包含生物分子形式的信息仍劈,并分泌到血液中厕倍,因此它們是非侵入性液體活檢和早期檢測(cè)的理想候選體。因此贩疙,最近的工作一直在尋找合適的生物標(biāo)志物或每種疾病的生物標(biāo)志物組合讹弯。在黑色素瘤患者中况既,免疫檢查點(diǎn)蛋白PD-1和CD28在來(lái)源于T細(xì)胞和樹(shù)突狀細(xì)胞的外泌體中的表達(dá)增加被發(fā)現(xiàn)可以預(yù)測(cè)治療效果的改善。另外的研究表明miRs可以作為不同疾病類(lèi)型的生物標(biāo)志物组民。在急性髓系白血病中棒仍,復(fù)發(fā)仍然是一個(gè)關(guān)鍵問(wèn)題,通常是治療后微小殘留渤羰ぁ(MRD)的結(jié)果莫其。然而,早期發(fā)現(xiàn)MRD可顯著防止復(fù)發(fā)耸三。外泌體miR-150榜配、-155和-1246的聯(lián)合表達(dá)在患者和健康個(gè)體之間存在顯著差異,這表明這些標(biāo)記物可用于MRD的早期檢測(cè)吕晌。外泌體miR210和miR-1233的表達(dá)水平能夠區(qū)分透明細(xì)胞腎癌患者和健康供體。血清外泌體miR-19b3p和miR-106a的增加可以預(yù)測(cè)GC并將患者與健康獻(xiàn)血者區(qū)分開(kāi)來(lái)临燃,miR-7641預(yù)測(cè)了大腸癌睛驳。外體miR-223-3p在健康獻(xiàn)血者血漿外泌體中表達(dá)較低,但其表達(dá)隨著B(niǎo)C疾病的進(jìn)展而增加膜廊。最后乏沸,在PaC中,外泌體miR-4525爪瓜、miR-451a和miR-21的高表達(dá)與復(fù)發(fā)和預(yù)后差有關(guān)蹬跃。有趣的是,DNA也可以作為一種預(yù)后工具铆铆;在PaC患者中蝶缀,大量外泌體DNA數(shù)量和特異性外泌體DNA突變的頻率被證明可以預(yù)測(cè)疾病的預(yù)后。
外泌體作為一種可靠的液體活檢工具的主要障礙是建立一種最佳的分離方法薄货。超離心(UC)是最經(jīng)典也是最常用的外泌體分離方法翁都。雖然UC在組織培養(yǎng)中具有健壯性和可重復(fù)性,但生物流體是凌亂的谅猾,而且很難獲得一種干凈的外泌體制劑柄慰。此外,加州大學(xué)將所有的外泌體子群體聚集在一起税娜。非對(duì)稱(chēng)流場(chǎng)分餾(AF4)是一種很有前途的工具坐搔,可以克服后者,并提供快速和可重復(fù)的結(jié)果敬矩,但它需要在操作儀器和分析其生成的數(shù)據(jù)和大量起始材料方面的專(zhuān)業(yè)知識(shí)概行。其他外泌體分離方法包括微流控裝置(MDs)、蔗糖梯度法(SGs)谤绳、大小排阻色譜法(SEC)和基于親和性的外體分離試劑盒(AfBs)占锯。盡管所有這些方法都有優(yōu)點(diǎn)袒哥,但它們?nèi)狈Ψ€(wěn)健性(MDs、SGs和SEC)或特異性(AfBs)消略。因此堡称,尋找一種穩(wěn)健性強(qiáng)、重復(fù)性好艺演、特異性強(qiáng)却紧、可廣泛應(yīng)用于臨床的方法,對(duì)于外泌體作為診斷工具的主導(dǎo)地位至關(guān)重要胎撤。
展望
本文所討論的工作強(qiáng)調(diào)了外泌體是多發(fā)性癌癥中中性粒細(xì)胞發(fā)生和轉(zhuǎn)移的關(guān)鍵決定因素(圖1)晓殊;然而,仍有一些懸而未決的問(wèn)題伤提。今后巫俺,有必要全面了解外泌體生物學(xué),特別是關(guān)于不同蛋白質(zhì)肿男、RNA和DNA包裝的機(jī)制介汹,以及在癌細(xì)胞中哪些特定的外泌體生物發(fā)生途徑是活躍的。因?yàn)榘┘?xì)胞外泌體含有獨(dú)特的物質(zhì)舶沛,因此嘹承,破譯這些過(guò)程以及它們對(duì)癌細(xì)胞的選擇性,可能會(huì)發(fā)現(xiàn)腫瘤特異性的治療靶向途徑如庭。有趣的是叹卷,最近的研究發(fā)現(xiàn)了大量抑制ESCRT依賴(lài)性和非依賴(lài)性外泌體分泌的化合物,這表明這些藥物應(yīng)進(jìn)一步測(cè)試其預(yù)防體內(nèi)腫瘤轉(zhuǎn)移的能力坪它。此外骤竹,抑制Rab22a被證明可以減少外泌體分泌并損害BC細(xì)胞的轉(zhuǎn)移表型,這表明與Rab27a類(lèi)似哟楷,靶向Rab22a也可以防止體內(nèi)PMN的形成和轉(zhuǎn)移瘤载。最后,進(jìn)一步研究不同外泌子群體與其細(xì)胞起源之間的關(guān)系可能會(huì)發(fā)現(xiàn)更多的治療機(jī)會(huì)卖擅。
目前還不完全了解外泌體是如何對(duì)PMN中的受體細(xì)胞重新編程的鸣奔,以及在沒(méi)有外泌體的情況下PMN的持久性。到目前為止的研究表明惩阶,蛋白質(zhì)和mir的持續(xù)外泌體轉(zhuǎn)移對(duì)于維持PMN可能是必要的挎狸,但是是否由于表觀遺傳或遺傳變化而導(dǎo)致更穩(wěn)定的修飾也可能發(fā)生的研究較少。有趣的是断楷,最近的研究表明锨匆,藥物阻斷外泌體攝取足以逆轉(zhuǎn)PMN并抑制黑色素瘤的轉(zhuǎn)移,這表明表型可塑性是可用于治療的PMN的一個(gè)特征。然而恐锣,由于外泌體介導(dǎo)的PMN形成機(jī)制的多樣性茅主,PMN在其他癌癥模型中的可重復(fù)性較低,因此這些發(fā)現(xiàn)應(yīng)該在其他情況下得到驗(yàn)證土榴。然而诀姚,正如這里所詳述的,我們目前的知識(shí)突出了一系列外泌體依賴(lài)性途徑玷禽,這些途徑已經(jīng)成熟赫段,可以作為治療靶向治療轉(zhuǎn)移。除了直接靶向外泌體進(jìn)行治療外矢赁,外泌體靶向治療還應(yīng)考慮其增強(qiáng)現(xiàn)有治療(如免疫治療)效力的潛在能力糯笙。
關(guān)于外泌體在調(diào)節(jié)已確定的轉(zhuǎn)移中的作用,還有許多尚未回答的問(wèn)題撩银。(1) 原發(fā)腫瘤是否繼續(xù)支持已建立的MN给涕?(2) MN源性外泌體與原發(fā)性腫瘤外泌體有區(qū)別嗎?(3)MN的外泌體是否會(huì)在其周?chē)h(huán)境中引起進(jìn)一步的變化额获,或者在其他遠(yuǎn)處器官中培養(yǎng)出中性粒細(xì)胞稠炬?(4)MN外泌體是否回到原發(fā)腫瘤?研究這些區(qū)域?qū)⑻岣呶覀儗?duì)外泌體依賴(lài)性轉(zhuǎn)移的理解咪啡,以便更好地利用外泌體作為轉(zhuǎn)移疾病的生物標(biāo)志物和治療靶點(diǎn)。