血小板RNA與腫瘤

仲金秋,曹玉珠,沈培亮,張婷婷,王愛云,2， 陳文星,2，陸 茵,2

(1.南京中醫(yī)藥大學藥學院，江蘇省中藥藥效與安全性評價重點實驗室,江蘇 南京 210023;2.南京中醫(yī)藥大學 江蘇省中醫(yī)藥防治腫瘤協(xié)同創(chuàng)新中心，江蘇 南京 210023)

血小板RNA與腫瘤

仲金秋1,曹玉珠1,沈培亮1,張婷婷1,王愛云1,2， 陳文星1,2，陸 茵1,2

(1.南京中醫(yī)藥大學藥學院，江蘇省中藥藥效與安全性評價重點實驗室,江蘇 南京 210023;2.南京中醫(yī)藥大學 江蘇省中醫(yī)藥防治腫瘤協(xié)同創(chuàng)新中心，江蘇 南京 210023)

血小板是人體中重要的無核血細胞，生理狀態(tài)下主要發(fā)揮止血和促進傷口愈合的作用。此外，血小板也參與了多種病理過程，主要包括炎癥、血管生成、組織再生以及腫瘤的惡性發(fā)展等。目前，大量研究顯示血小板在腫瘤發(fā)生發(fā)展中發(fā)揮著極其重要的作用，并且參與了腫瘤發(fā)生發(fā)展的多個過程。最新的研究證明腫瘤微環(huán)境中血小板RNA水平發(fā)生明顯改變并且影響著腫瘤的發(fā)展進程。該文綜述了近幾年報道的在腫瘤微環(huán)境中腫瘤細胞對血小板RNA影響及其可能產(chǎn)生的病理效應的相關研究。為臨床腫瘤檢測以及基于RNA進行血小板與腫瘤之間交互作用的研究提供一定指導。

血小板；腫瘤；RNA；微囊泡；內(nèi)皮細胞；液體活檢正常機體中血小板主要通過釋放和聚集功能發(fā)揮促凝血以及促進傷口愈合的作用。而在腫瘤微環(huán)境中，大量研究揭示了血小板對于腫瘤的增殖、侵襲、血管生成等惡性生物學行為都具有促進作用[1]。但是以往對于腫瘤微環(huán)境中血小板的研究多集中于血小板聚集、黏附以及釋放功能，最新的研究顯示腫瘤微環(huán)境中血小板RNA水平會發(fā)生明顯的改變，并且這些RNA對于腫瘤的惡性發(fā)展具有著重要的作用[2-3]。血小板作為人體內(nèi)第二大血細胞，雖然是一種無核的細胞碎片，但是血小板內(nèi)卻包含有豐富的RNA，包括：信使RNA(messenger RNA, mRNA)、轉(zhuǎn)運RNA(Transfer Ribonucleic Acid, tRNA)、核糖體RNA(ribosomal RNA, rRNA)、核仁小分子RNA(small nucleolar RNA, snoRNA)、微小核糖核酸(microRNA, miRNA)等大量的RNAs，其中miRNA最豐富，占血小板總RNA的80%[4]，并且在血小板中發(fā)揮剪接和轉(zhuǎn)錄的重要功能。已有大量的研究證實[5-6]，在激活的血小板中RNA被翻譯成蛋白能夠發(fā)揮一定的作用。最新的研究顯示，血小板與腫瘤細胞之間存在RNA交互作用，并且血小板可能通過攜帶腫瘤細胞來源的RNA對機體遠端產(chǎn)生重要的影響[2,3,7]。

1 正常機體內(nèi)血小板RNA的生理作用

眾所周知，血小板在正常機體中主要起到促進凝血的作用，有研究顯示血小板被激活后能有效地將RNA翻譯成蛋白質(zhì)，從而改變自身的蛋白質(zhì)水平，發(fā)揮著促凝血、抗炎等多種生理功能[8]。Landry等[9]研究發(fā)現(xiàn)血小板能夠通過自身的microRNA網(wǎng)絡調(diào)節(jié)P2Y12受體的表達，從而影響血小板的聚集能力。Denis等[10]研究也發(fā)現(xiàn)血小板整合素以及血小板表面受體激活后能夠精確切除IL-1β的pre-mRNA中的內(nèi)含子。Shashkin等[11]發(fā)現(xiàn)在脂多糖刺激后，血小板pro-IL-1β的mRNA水平發(fā)生改變，IL-1β蛋白質(zhì)表達上調(diào)，激活的血小板能夠發(fā)揮抵抗細菌感染的作用。此外，當凝血酶激活血小板時，血小板將miRNA-223釋放入血，這些miRNA-223被HUVECs吞噬后能夠調(diào)節(jié)HUVECs中基因的表達并且影響內(nèi)皮細胞的功能[5]。

2 腫瘤微環(huán)境中血小板RNA的作用

2.1 腫瘤微環(huán)境對血小板RNA水平的影響 大量研究顯示腫瘤細胞能夠分泌含有RNA的外泌體[12-15]，這些RNA不僅與腫瘤自身的發(fā)生發(fā)展有關[16]，當這些外泌體被腫瘤細胞釋放到血液中，血液中的血小板會吞噬這些外泌體并獲得外泌體中含有腫瘤來源的RNA，從而改變了血小板中RNA的水平[3]。Calverly等[17]證明，在轉(zhuǎn)移性肺癌患者體內(nèi)血小板攜帶的基因水平較非轉(zhuǎn)移性肺癌患者表達存在顯著性差異，這些差異可能是由于腫瘤微環(huán)境中的外泌體對于血小板的影響。并且Risitano等[18]通過體外共孵育系統(tǒng)驗證了血小板和血管內(nèi)皮細胞之間的相互作用是血小板通過釋放微粒將GFP標記的RNA轉(zhuǎn)運至單核細胞和內(nèi)皮細胞中，而發(fā)揮調(diào)節(jié)單核細胞和內(nèi)皮細胞的功能。已有研究證明血小板中RNA的改變是調(diào)節(jié)血小板功能的物質(zhì)基礎[19]，當這些血小板被激活時就會釋放包含腫瘤來源RNA的微囊泡至受體細胞，從而影響受體細胞的功能?？偨Y近年來最新的研究發(fā)現(xiàn)，腫瘤細胞通過將包含自身RNA的外泌體釋放入血，血液中的血小板吞噬含有腫瘤RNA的外泌體，從而改變血小板中的RNA水平。一方面血小板具有翻譯RNA的功能，這些腫瘤來源的RNA能夠在血小板中被表達，從而影響血小板的一些生物功能，例如炎癥、血管生成、組織再生等；另一方面，血小板也可以通過血小板微粒的釋放，將RNA轉(zhuǎn)運至遠端，對受體細胞發(fā)揮作用，例如影響內(nèi)皮細胞功能、促進血管生成以及促進腫瘤細胞侵襲等。

2.2 腫瘤微環(huán)境中血小板RNA的生物效應 以往的研究顯示，血小板與腫瘤細胞通過多種途徑相互影響。一方面，臨床研究顯示腫瘤患者體內(nèi)血小板功能和數(shù)目發(fā)生異常，并且超微結構發(fā)生改變[20]；另一方面，大量研究證實腫瘤細胞激活的血小板能夠通過其分泌和黏附功能促進腫瘤增殖、轉(zhuǎn)移以及血管生成[1]。但是，腫瘤轉(zhuǎn)移和血小板激活之間的潛在作用機制尚不清楚。Liang等[21]在轉(zhuǎn)移性肺癌患者體內(nèi)發(fā)現(xiàn)患者的血小板功能和數(shù)目發(fā)生異常，血小板RNA水平也發(fā)生了明顯的變化。研究顯示血小板中具有較高水平的miRNA-223，血小板通過釋放包含miRNA-223的微囊泡發(fā)揮著調(diào)控肺癌細胞侵襲的作用，并且這種調(diào)控機制可能與靶向抑制EPB41L3有關。Girardot等[22]在骨髓增生性腫瘤(MPN)病人中發(fā)現(xiàn)，血小板中miR-28能夠靶向MPL的3′端非翻譯區(qū)(3′UTR)，抑制MPL的表達水平，調(diào)控E2F6、MAP激酶MAPK1/ERK2，發(fā)揮調(diào)控細胞增殖和凋亡的作用。研究顯示在腫瘤微環(huán)境中，血小板能夠通過釋放胞內(nèi)物質(zhì)從而促成腫瘤的惡性發(fā)展[23-24]。Janowska-Wieczorek等[25-27]采用A549、CRL 2066、CRL 2062、HTB 183、HTB 177五種人源性肺癌細胞以及鼠源性Lewis肺癌細胞研究血小板激活后釋放的血小板微囊泡對于腫瘤轉(zhuǎn)移的影響，研究發(fā)現(xiàn)血小板釋放的微囊泡能夠促進MAPK磷酸化以及整合素CD41的表達從而促進腫瘤細胞遷移。腫瘤微環(huán)境中血小板中的多種miRNA表達上調(diào)，例如miR-21[28]、miR-155[29]、miR-223[21]、miR-28[22]、miR-17-92 cluster[30]等，并且研究顯示miR-21、miR-223、miR-28能夠促進腫瘤細胞增殖、侵襲等[21-22,31]，miR-17-92能夠促進腫瘤細胞DNA甲基環(huán)從而促進腫瘤惡性發(fā)展[32]。

Fig 1 腫瘤微環(huán)境中血小板RNA作用示意圖

Tab 1 Platelet RNA disorders and cancer

ImplicatedRNAUp?regulatedintumordiseaseEmergingroleintumordiseaseReferencemiRNAmiR?21lymphomapromotecellproliferationandinvasion[28，31]miR?155lymphomapromotetheinflammation[29，33]miR?17?92clusterlymphomamediateDNAmethylation[30，32]miR?223non?smallcelllungcancerregulatelungcancercellinvasion[21]miR?28myeloproliferativeneoplasmsControlcellproliferationandapoptosis[22]mRNAEGFRvIIIgliomaclinicalexaminationindex[7]PCA3prostateclinicalexaminationindex[7]

3 血小板中腫瘤來源RNA的臨床意義

有研究顯示血小板中RNA水平能夠反映出人體潛在的疾病狀態(tài)。例如，體指數(shù)較高的患者在高脂飲食的刺激下，巨核細胞會選擇性的輸出炎癥相關RNA至血小板，導致患者體內(nèi)血小板中含有較高的炎性相關RNA[22,25]。在腫瘤疾病的臨床研究中，早在2011年Nilsson等[7]通過體內(nèi)外實驗驗證了腫瘤細胞能將一些RNA轉(zhuǎn)運至血小板中，研究發(fā)現(xiàn)從神經(jīng)膠質(zhì)瘤和前列腺癌患者體內(nèi)分離出的血小板中分別包含了神經(jīng)膠質(zhì)瘤和前列腺癌的RNA特征指標EGFRvIII和PCA3。2015年發(fā)表于Cancer Cell的一項研究表明，腫瘤相關血小板的RNA圖譜一方面可以區(qū)別健康人以及其他6種癌癥患者的血液樣本，并且能夠定位原發(fā)癌癥的發(fā)生部位；另一方面，RNA圖譜還能夠用于識別腫瘤攜帶的突變基因，因而可能具有指導癌癥治療的作用[3]。此外，研究人員所研發(fā)的新一代的血小板RNA基因表達圖譜以及計算算法，可準確的檢測癌癥的發(fā)生，且準確性可達96%。并且血小板容易獲得和分離，對病人機體損傷較小，表明血小板RNA檢測可能成為一個有效的臨床診斷方式，為早期腫瘤發(fā)現(xiàn)以及腫瘤的治療提供新的簡單有效腫瘤診斷策略。

4 展望

已有研究顯示，血小板RNA無論是通過血小板直接翻譯腫瘤來源的RNA改變其蛋白水平，還是通過微囊泡釋放到受體細胞，其在血小板功能中都發(fā)揮著重要的作用。并且大量的臨床研究顯示了腫瘤微環(huán)境中血小板RNA水平發(fā)生了明顯的改變，這些變化一方面能夠促進腫瘤惡性發(fā)展，另一方面，也可能為臨床治療腫瘤提供一定的指導。而在心血管疾病中，患者體內(nèi)血小板中MRP-8/14已經(jīng)被證明可以作為心血管疾病的標志物應用于臨床檢測[34]。雖然已經(jīng)有大量研究表明腫瘤微環(huán)境中血小板RNA發(fā)生了明顯改變，并且研究已經(jīng)驗證腫瘤相關血小板的RNA圖譜能夠識別腫瘤攜帶的突變基因以及定位原發(fā)癌癥的發(fā)生部位，但是目前仍沒有明確的研究能夠解釋在腫瘤微環(huán)境中，血小板是否通過簡單的吞噬作用轉(zhuǎn)運腫瘤細胞的RNA，并且這種轉(zhuǎn)運是否具有選擇性，以及這些RNA是如何影響受體細胞等。這些未知的問題都值得研究者們進行更深入的研究。雖然腫瘤微環(huán)境中血小板RNA轉(zhuǎn)運以及在腫瘤患者體內(nèi)作用的具體機制尚不清楚，但是目前的研究已經(jīng)提示血小板能夠通過調(diào)節(jié)內(nèi)皮細胞作用而影響血管健康，并且在腫瘤發(fā)展中也發(fā)揮著重要的作用[35]。因此，闡明血小板RNA的作用機制及其對腫瘤發(fā)生發(fā)展的影響都顯得尤為重要，這不僅能夠加強對血小板在腫瘤微環(huán)境中發(fā)揮作用機制的理解[36]，不久的將來，也有可能對腫瘤的診斷和治療發(fā)揮更為重要的作用。

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Platelet RNA and cancer

ZHONG Jin-qiu1, CAO Yu-zhu1, SHEN Pei-liang1,ZHANG Ting-ting1, WANG Ai-yun1，2, CHEN Wen-xing1，2, LU Yin1，2

(1.JiangsuKeyLaboratoryforPharmacologyandSafetyEvaluationofChineseMateriaMedica,SchoolofPharmacy,NanjingUniversityofChineseMedicine,Nanjing210023,China;2.JiangsuCollaborativeInnovationCenterofTraditionalChineseMedicine(TCM)PreventionandTreatmentofTumor，NanjingUniversityofChineseMedicine，Nanjing210023，China)

Platelets are anucleate blood cells best known for their role in hemostasis and wound healing. In addition to hemostasis, platelets are involved in a variety of pathophysiological responses including immune inflammation, angiogenesis, tissue regeneration, and cancer metastasis, and participate in multiple process of tumor development. Recent studies have shown that tumor microenvironment affects the state of RNA in platelets and biology of downstream. This review will focus on our understanding of the possible influence of tumor microenvironment on platelet RNA and the pathological effect, and how this knowledge can guide the development of the interaction between platelets and tumor for clinical application.

platelets; tumor; RNA; microvesicles; endothelial cells; liquid biopsy

時間：2017-3-13 8:38

http://kns.cnki.net/kcms/detail/34.1086.R.20170324.1247.008.html

2016-12-20,

2017-01-20

國家自然科學基金項目資助(No 81403260，81573859，81673725，81673648)，中國博士后科學基金(No 2014M551639)，江蘇省博士后項目(1401138C)，2013年江蘇高校優(yōu)秀科技創(chuàng)新團隊計劃[蘇教科(2013)10號文]，江蘇高校品牌專業(yè)建設工程資助項目PPZY2015A070, 江蘇高校中藥學優(yōu)勢學科建設工程資助項目(PAPD)[蘇政辦發(fā)(2014)37號文]。江蘇省普通高校研究生科研創(chuàng)新計劃項目(KYZZ15_0271, KYLX_0972)作者簡介：仲金秋(1994-)，女，碩士生，研究方向：活血化瘀中藥對血小板介導腫瘤血行轉(zhuǎn)移的整合效應研究,E-mail：ladymagnolia@163.com; 王愛云(1974-)，女，副教授，碩士生導師，研究方向：活血化瘀中藥對腫瘤轉(zhuǎn)移的影響,通訊作者,Tel:025-85811237,E-mail：way9815@163.com

10.3969/j.issn.1001-1978.2017.04.004

A

1001-1978(2017)04-0461-04

R-05；R331.124；R342.2；R730.2；R730.4