發(fā)布日期：2019-07-03
外泌體簡介
外泌體是由多種活細(xì)胞通過內(nèi)吞-融合-外排等一系列生物學(xué)機(jī)制而形成的，具有脂質(zhì)雙層膜結(jié)構(gòu)的納米級(jí)微小囊泡。其最早是在1983年由Johnstone RM等研究羊成熟網(wǎng)織紅細(xì)胞過程中囊泡的形成時(shí)發(fā)現(xiàn)，在生理和病理?xiàng)l件下，都可以被一些細(xì)胞以胞吐的方式所釋放，如：免疫細(xì)胞、干細(xì)胞、腫瘤細(xì)胞，且廣泛分布于外周血、尿液、唾液、腹水、乳汁、腦脊液等多種體液中。外泌體含有大量生物活性物質(zhì)，如蛋白質(zhì)、核酸、脂質(zhì)、病毒和朊病毒等。這些成分在腫瘤微環(huán)境內(nèi)相互作用，在腫瘤的發(fā)生發(fā)展中發(fā)揮著重要的作用。
生物學(xué)特性
外泌體的密度為1.13～1.21g/mL，直徑約為30～100nm，在電鏡下觀察常呈杯型或雙凹碟型，在人體體液中常呈球型。通常采用超速離心法、過濾離心法、密度梯度離心法、色譜法、免疫磁珠法、聚乙二醇沉淀法等方法提取得到外泌體。外泌體含有大量生物活性物質(zhì)，如蛋白質(zhì)、核酸、脂質(zhì)、病毒和朊病毒等。外泌體中脂質(zhì)成分主要包括膽固醇、鞘磷脂、卵磷脂、磷酯酰絲氨酸、磷脂酰肌醇、神經(jīng)節(jié)苷脂、聚甘油磷脂、飽和脂肪酸等，這些脂質(zhì)結(jié)構(gòu)具有提高細(xì)胞膜穩(wěn)定性的作用。
外泌體中含有豐富的蛋白質(zhì)，主要包括膜運(yùn)輸和融合相關(guān)的蛋白質(zhì)如Rab蛋白、GTP酶、膜聯(lián)蛋白等；細(xì)胞骨架成分如肌動(dòng)蛋白、微管蛋白等；四跨膜蛋白，如CD9、CD63、CD81、CD82等；與外泌體形成相關(guān)的蛋白質(zhì)如腫瘤易感基因101蛋白（TSG101）、ALG-2相互作用蛋白X（ALix）、內(nèi)體分揀轉(zhuǎn)運(yùn)復(fù)合物（ESCRT）等；熱休克蛋白如HSP70、HSP60和HSP90。此外，外泌體還包含與細(xì)胞來源和組織類型相關(guān)的各種特異性蛋白，如主要組織相容性復(fù)合體Ⅰ（MHCI）、MHCⅡ、細(xì)胞黏附分子等。除蛋白質(zhì)和脂質(zhì)外，外泌體還包含大量的核酸，如信使RNA（mRNA）、微小RNA（miRNA）、長鏈非編碼RNA（LncRNA）和DNA等。
外泌體與腫瘤免疫治療
近日，來自加州大學(xué)舊金山分校（University of California, San Francisco）的研究人員在Cell雜志上發(fā)表文章，發(fā)現(xiàn)腫瘤來源的外泌體上的PD-L1也參與了腫瘤細(xì)胞的免疫治療逃避。重要的是，對(duì)于一些PD-L1抗體治療效果不佳的腫瘤類型，通過抑制外泌體PD-L1分泌并同時(shí)進(jìn)行PD-L1抗體治療，能夠?qū)崿F(xiàn)良好的抗腫瘤免疫治療。
外泌體生物發(fā)生的關(guān)鍵酶包括NSMASE2（又稱SMPD3）和RAB27A，SMPD3促進(jìn)囊泡內(nèi)體的萌芽，RAB27A參與MVB與質(zhì)膜的融合。因此，通過對(duì)這些酶調(diào)控可實(shí)現(xiàn)對(duì)外泌體在體內(nèi)作用的干預(yù)。通過對(duì)Rab27a和nSMase2進(jìn)行基因敲除以及從外源引入的外泌體方式，研究人員發(fā)現(xiàn)來自腫瘤細(xì)胞的外泌體PD-L1以免疫依賴的方式促進(jìn)腫瘤生長。
實(shí)驗(yàn)表明，外泌體PD-L1在引流淋巴結(jié)處抑制T細(xì)胞功能。外泌體PD-L1能夠促進(jìn)PD-L1抗體治療的耐受性，在PD-L1抗體治療無效的前列腺癌中，PD-L1和外泌體促進(jìn)前列腺癌細(xì)胞生長。值得注意的是，短期存在的外泌體PD-L1缺陷也會(huì)導(dǎo)致長期全身性的抗腫瘤免疫。外泌體PD-L1的這種作用在結(jié)直腸癌模型中也被證實(shí)。在結(jié)直腸癌中，PD-L1抗體與外泌體PD-L1分泌的抑制可共同實(shí)現(xiàn)腫瘤抑制效果。因此，外泌體PD-L1是一種新的免疫治療靶點(diǎn)，可以解決目前PD-L1抗體治療存在的耐受性問題。
外泌體與乳腺癌
Sirtuins是NAD+依賴性去乙?；?其成員SIRT1失調(diào)的遺傳和代謝背景可能描述其腫瘤抑制功能。SIRT1的丟失與細(xì)胞周期缺陷、染色體不穩(wěn)定性以及包括乳腺癌在內(nèi)的幾種癌癥類型中的DNA修復(fù)受損有關(guān)。
來自康奈爾大學(xué)的研究人員在近期的Developmental Cell雜志上發(fā)表文章，鑒定了SIRT1的新型乳腺癌腫瘤抑制功能。研究人員報(bào)道SIRT1的損失損害溶酶體功能，導(dǎo)致促腫瘤發(fā)生外泌體和水解酶組織蛋白酶B的分泌增加。這些促腫瘤發(fā)生的外泌體可以重塑細(xì)胞外基質(zhì)并增強(qiáng)培養(yǎng)的乳腺癌細(xì)胞的侵襲性。
該研究表明浸潤性乳腺癌細(xì)胞中SIRT1的缺失限制了溶酶體酸化并使MVB重新導(dǎo)向與細(xì)胞表面融合，從而增加了外泌體和水解酶的分泌。這些分泌的因子一起增加了侵襲性較小的癌細(xì)胞的侵襲和增殖。雖然SIRT1缺失細(xì)胞的分泌蛋白組的體內(nèi)相關(guān)性未知，但證據(jù)表明SIRT1的喪失足以改變細(xì)胞間通訊和受體癌細(xì)胞的行為。該研究為癌癥中的溶酶體生物學(xué)提供了新的見解，并開啟了關(guān)于外泌體成分包裝調(diào)控和外泌體對(duì)腫瘤微環(huán)境中受體細(xì)胞的影響的新見解。
外泌體在肺癌診斷中的作用
隨著對(duì)肺癌診斷方法研究的深入，目前國內(nèi)外正在廣泛研究血清生物學(xué)標(biāo)志物聯(lián)合低劑量螺旋CT（LDCT）的肺癌診斷策略，通過血清生物學(xué)標(biāo)志物篩查肺癌是目前研究的熱點(diǎn)和趨勢(shì)。研究表明，外泌體分泌的miRNA和蛋白質(zhì)可作為肺癌臨床應(yīng)用中較理想的新的生物學(xué)診斷標(biāo)志物。
Giallobardo M等利用定量聚合酶鏈反應(yīng)（qPCR）分析NSCLC患者血液中提取的外泌體所分泌的8個(gè)miRNA（miR-30B、-30C、103、-122、-195、-203、-221和-222）均與NSCLC相關(guān)；Cazzoli R等采用qPCR研究發(fā)現(xiàn)肺腺癌患者血液提取的外泌體所攜帶的4種miRNA（hsa-miR-378A、-379、-139-5P和-200B-5P）較健康吸煙者表達(dá)水平高，6種miRNA（hsa-miR-151A-5P、-30A-3P、-200B-5P、-629、-100和-154-3P）在肺腺癌中表達(dá)水平明顯高于肺肉芽腫患者；Rodriguez M等研究發(fā)現(xiàn)肺癌患者血液中外泌體含有的miR-122-5P表達(dá)量高于支氣管肺泡灌洗液（BALF）所分離的量。
Vanni I等研究發(fā)現(xiàn)肺癌患者血液外泌體來源的miR-25和miR-223的表達(dá)水平較正常人升高，而let-7F、miR-20B和miR-30E-3P的表達(dá)水平前者較后者明顯降低，這種差異性表達(dá)為肺癌的診斷帶來潛在應(yīng)用價(jià)值。此外，外泌體蛋白質(zhì)也可以作為肺癌標(biāo)志物。Huang SH等研究發(fā)現(xiàn)從NSCLC患者組織提取分離的外泌體蛋白質(zhì)中約80%含有EGFR，在肺部慢性炎癥患者中只有約2%的外泌體蛋白含有EGFR；另一項(xiàng)研究采用EV陣列分析法研究表明外泌體蛋白可作為晚期NSCLC的潛在診斷標(biāo)志物。通過免疫印跡和免疫組織化學(xué)法研究發(fā)現(xiàn)肺癌患者尿液來源的外泌體中的人富亮氨酸α2糖蛋白1（LRG1）是NSCLC非侵入性診斷的候選生物學(xué)標(biāo)志物。
Ueda K等通過對(duì)1369個(gè)外泌體蛋白進(jìn)行質(zhì)譜定量分析，發(fā)現(xiàn)CD91可作為鑒別肺腺癌特異抗原的外泌體，CD91聯(lián)合癌胚抗原（CEA）可作為肺癌診斷標(biāo)志物，兩者聯(lián)合檢測(cè)的靈敏度和特異度均高于單獨(dú)檢測(cè)CEA。以上研究表明，外泌體的相關(guān)miRNA和蛋白質(zhì)檢測(cè)將為肺癌患者的早期發(fā)現(xiàn)、早期診斷提供更可靠的依據(jù)。（轉(zhuǎn)化醫(yī)學(xué)網(wǎng)360zhyx.com）
參考來源：
1.Mauro Poggio et al. Suppression of exosomal PD-L1 induces systemic anti-tumor immunity and memory. Cell 2019, 177, 414–427, April 4.
2.Latifkar A, Ling L, Hingorani A, Johansen E, Clement A, Zhang X, Hartman J, Fischbach C, Lin H, Cerione RA, Antonyak MA. Loss of Sirtuin 1 Alters the Secretome of Breast Cancer Cells by Impairing Lysosomal Integrity. Dev Cell. 2019 May6;49(3):393-408.e7. doi: 10.1016/j.devcel.2019.03.011. Epub 2019 Apr 11.
3.現(xiàn)代腫瘤醫(yī)學(xué) 2019 年 5月第27卷第9期，腫瘤醫(yī)學(xué)論壇綜合整理
來源：轉(zhuǎn)化醫(yī)學(xué)網(wǎng)
