腫瘤細(xì)胞已經(jīng)發(fā)展出各種機(jī)制用于抵御藥物作用，防止腫瘤從生物體中完全消失。其中一個被低估的就是高度特異、擁有雙分子層結(jié)構(gòu)的外泌體的作用。他們在局部微環(huán)境調(diào)節(jié)和細(xì)胞間通訊發(fā)揮了至關(guān)重要的作用。外泌體可以攜帶各種蛋白質(zhì)，脂質(zhì)，miRNAs與mRNA?，F(xiàn)在有大量數(shù)據(jù)表明外泌體參與腫瘤進(jìn)展和轉(zhuǎn)移以及其影響?，F(xiàn)也已經(jīng)證實外泌體在多藥耐藥、放射誘導(dǎo)的旁觀者效應(yīng)、上皮間質(zhì)化的作用。而且，外泌體能夠形成轉(zhuǎn)移前的小生境并且能夠幫助腫瘤細(xì)胞逃避機(jī)體免疫細(xì)胞識別。外泌體還能參與形成血管。這些表明分泌的囊泡在腫瘤的發(fā)展和預(yù)后中的重要性，本文將簡要概述外泌體在腫瘤生物學(xué)中的所扮演的角色。

1. 引言

腫瘤微環(huán)境中在控制宿主的免疫反應(yīng)，癌癥的發(fā)展和遠(yuǎn)端轉(zhuǎn)移灶的形成中起到至關(guān)重要的作用。可以解釋癌細(xì)胞抵抗藥物毒性的能力和放射治療的一個機(jī)制是腫瘤細(xì)胞通過釋放高度特異性的功能性雙層膜結(jié)構(gòu)---外泌體。最近，不同類型的細(xì)胞外囊泡及其內(nèi)容物已經(jīng)被深入研究，所獲取的信息可以用于評估預(yù)后情況，患者狀況和治療措施的有效性。外泌體是Trams等在20世紀(jì)80年代首次報道的，來源于不同類型的正常和腫瘤細(xì)胞中的exosomes表了細(xì)胞外囊泡中存在活性5'-核酸外切酶。1987年，Johnstone等證實多功能囊泡的存在，其涉及的網(wǎng)織紅細(xì)胞成熟。外泌體的來源廣泛，包括如：各種體液如羊水，腹水，鼻灌洗液，唾液，血清，血漿，乳汁，尿液，腦脊髓液，以及從細(xì)胞培養(yǎng)基等。剛開始的時候，人們以為外泌體是排泄廢物的，但隨著分子技術(shù)的發(fā)展，人們漸漸認(rèn)識到其在細(xì)胞通訊和組織微環(huán)境調(diào)節(jié)中的重要作用。研究已經(jīng)證明外泌體復(fù)雜的結(jié)構(gòu)，并且已經(jīng)發(fā)展出一個數(shù)據(jù)庫(http://; http://) 用于描述囊泡內(nèi)容物的具體成分。據(jù)檢測結(jié)果，細(xì)胞外囊泡可以攜帶92,897 proteins, 584 lipids, 4,934 miRNAs and 27,642 mRNAs。腫瘤病人和自身免疫疾病病人外泌體含量比正常人要高，這表明外泌體在各種疾病中的重要作用，然而，參與疾病進(jìn)展的具體外泌體內(nèi)容物與具體機(jī)制仍然是一個挑戰(zhàn)。許多數(shù)據(jù)表明在不同的理化狀態(tài)下（電離輻射、發(fā)熱、低pH狀態(tài)、高血鈣、氧化應(yīng)激、缺氧)，相同細(xì)胞系所分泌的囊泡的數(shù)量和內(nèi)容物可以完全不同。這意味著細(xì)胞通過釋放外泌體進(jìn)行通訊以及在不利條件情況下的調(diào)節(jié)作用。

2.細(xì)胞外囊泡的種類和起源

能夠被分辨的雙層膜結(jié)構(gòu)的主要類型有三種：凋亡小體，微泡（ectosomes）和外泌體。它們含有各種蛋白，能夠參與形成各種信號通路。

Fig1.不同種類囊泡的特點(diǎn)

在細(xì)胞程序性死亡過程中，細(xì)胞分裂成形狀不規(guī)則的凋亡小體，并且攜帶降解的核酸，DNA片段，組蛋白，以及細(xì)胞器。凋亡小體大小范圍為50nm to 5 μm，沉降系數(shù)為(1,200-100,000 xg)。微泡來源于細(xì)胞膜的膜性囊泡，大小范圍為100-1,000 nm，可以通過離心速度10,000?100,000x g進(jìn)行分離。第三種囊泡是杯狀、雙層結(jié)構(gòu)---外泌體。外泌體是通過超速離心獲得，它是從細(xì)胞內(nèi)小室分泌出來的。

Fig2.外泌體的生物學(xué)起源

通過非網(wǎng)格蛋白或網(wǎng)格蛋白介導(dǎo)的胞吞作用形成初級內(nèi)體，酸化初級內(nèi)體而得到次級內(nèi)體，進(jìn)而內(nèi)體膜內(nèi)陷形成多泡體。在多泡體中存在腔內(nèi)小囊泡，其內(nèi)有許多內(nèi)容物包括核糖核酸(miRNAs, mRNAs)、蛋白(receptors, enzymes, immunomodulatory molecules, proangiogenic factors, apoptosis ligands,  endosomal origin proteins, signaling molecules, tetraspanins),脂類 (ceramide, cholesterol, sphingomyelin) 還有病毒顆粒。多泡體可以通過溶酶體降解或者通過與膜融合釋放，即釋放出外泌體（通過ESCRT--內(nèi)吞體分選轉(zhuǎn)運(yùn)復(fù)合體），多泡體與膜的融合需要SNAREs（可溶性N-乙基馬來酰胺敏感因子附著蛋白的膜受體復(fù)合物），并且還需要許多輔助蛋白如small GTPases Rab11, Rab22, Rab27等等。外泌體除了生理功能如細(xì)胞通訊、信號傳遞，還可以在腫瘤細(xì)胞調(diào)節(jié)局部微環(huán)境中起到作用。許多數(shù)據(jù)表明功能性外泌體分泌到微環(huán)境中參與轉(zhuǎn)移的形成和進(jìn)展。

Fig 3 腫瘤來源的外泌體作用

3.外泌體在放療耐受中的作用

4. 外泌體在耐藥中的作用

多藥耐藥是指腫瘤細(xì)胞通過各種機(jī)制進(jìn)行抵抗細(xì)胞抑制藥物和細(xì)胞毒性藥物的作用。主要由細(xì)胞膜蛋白ATP-binding cassettes(ABCs，ATP-結(jié)合盒)將毒性物質(zhì)排除胞外。另一個機(jī)制是細(xì)胞色素P450的變異活性（由CYP基因家族的遺傳性變異造成的），這使得細(xì)胞能夠更快地代謝藥物。此外，腫瘤已經(jīng)發(fā)展處各種有效的系統(tǒng)用于DNA損傷修復(fù)。研究表明外泌體在腫瘤細(xì)胞對細(xì)胞抑制藥物的無反應(yīng)性有至關(guān)重要的作用，這一假說是在順鉑與耐藥性卵巢瘤中得到證實的，實驗中，用藥越多，外泌體釋放量越大，并且，外泌體是藥物流出胞內(nèi)的一種途徑。此外，順鉑治療后，各種轉(zhuǎn)運(yùn)蛋白表達(dá)量也增多了。此外，還有在乳腺癌細(xì)胞、肺癌細(xì)胞等中的實驗也表明這一情況。腫瘤內(nèi)部存在異質(zhì)性群體細(xì)胞，有些對藥物敏感，有些則耐藥，有實驗表明不同亞群細(xì)胞通過外泌體（可能的miRNA:miR-100, miR-222, miR-30a，miR-17）傳遞而得到耐藥性。

5.外泌體促進(jìn)腫瘤侵襲和擴(kuò)散

外泌體促進(jìn)腫瘤侵襲和擴(kuò)散主要是通過EMT--上皮間質(zhì)化。細(xì)胞通過EMT改變分子表型，改變形狀（細(xì)胞變?yōu)楠M長導(dǎo)致細(xì)胞縫隙鏈接強(qiáng)度下降以及移動能力增強(qiáng))。EMT主要通過各種信號通路如TGFTGF-β1, Wnt proteins, EGF, HGF和 MMPs等之間的相互作用而產(chǎn)生。外泌體在腫瘤的快速轉(zhuǎn)移也表現(xiàn)于其參與血管的形成。這種機(jī)制與缺氧區(qū)域高度相關(guān)。外泌體蛋白質(zhì)分析可以發(fā)現(xiàn)IL-8和VEGF（可參與新血管形成）表達(dá)量增多。在另一個實驗中，CD105+ 腎癌干細(xì)胞來源的外泌體可以增加肺部轉(zhuǎn)移的能力。

6.總結(jié)

腫瘤的微環(huán)境以及外泌體在其中的相互作用模型恰當(dāng)?shù)孛枋鲈S多關(guān)于腫瘤病人轉(zhuǎn)移的形成和發(fā)展的機(jī)制。近來，外泌體在腫瘤發(fā)展和轉(zhuǎn)移中的作用被廣泛報道和深入研究，將來，外泌體的內(nèi)容物可以用于預(yù)測病人治療前后狀況的標(biāo)志物，然而外泌體全部信息并未完全獲知，其在機(jī)體局部整體環(huán)境中的具體控制仍未清晰并且在各種囊泡中找到目標(biāo)外泌體也是一大挑戰(zhàn)！