外泌體與多發(fā)性骨髓瘤關(guān)系的研究進(jìn)展

賀玉棚 農(nóng)峰 付冬冬 唐毓金劉佳

外泌體由細(xì)胞合成并分泌到細(xì)胞外，是多種活細(xì)胞分泌的囊泡樣小體，攜帶外泌體來(lái)源細(xì)胞的蛋白質(zhì)、mRNA、microRNA、DNA等生物活性物質(zhì)［1-2］，生物穩(wěn)定性良好。研究顯示外泌體對(duì)腫瘤的發(fā)生發(fā)展有重要作用。盡管自體造血干細(xì)胞移植聯(lián)合沙利度胺、來(lái)那度胺和硼替佐米等化療藥物可顯著提高多發(fā)性骨髓瘤（multiple myeloma，MM）患者的緩解率和預(yù)后，但是仍有3%～5%的患者復(fù)發(fā)［3］，5年生存率僅為42.6%左右［4］，為了提高 MM 患者的生存率和預(yù)后，研究者們對(duì)其發(fā)生機(jī)制及其與外泌體之間的作用關(guān)系進(jìn)行研究［5-7］。本文就外泌體與MM關(guān)系的研究進(jìn)展作一綜述。

1 外泌體的生物學(xué)特性

Harding等［8］于 1983 年發(fā)現(xiàn)外泌體，Johnstone等［9］正式將其命名為“exosome”，指由內(nèi)膜向內(nèi)出芽形成多囊泡體，與細(xì)胞膜融合后以出胞方式被釋放到胞外［10］，是直徑為40～100 nm的被膜囊泡樣小體。電鏡觀察外泌體呈杯狀或碟樣結(jié)構(gòu)。外泌體由磷脂雙分子層包繞，內(nèi)含ctDNA、mRNA、miRNA、LncRNA、神經(jīng)酰胺、蛋白質(zhì)等生物活性物質(zhì)，目前已明確的有4 563種蛋白質(zhì)、1 639種mRNA、764種微小 RNA（microRNA，miRNA）和 194 種脂質(zhì)等［11-14］，主要在細(xì)胞間起信息交流及遺傳物質(zhì)傳遞的作用。

2 外泌體與腫瘤的關(guān)系

腫瘤微環(huán)境是由基質(zhì)細(xì)胞（如巨噬細(xì)胞、血小板、上皮細(xì)胞等）、細(xì)胞外基質(zhì)（炎癥因子、趨化因子等）、外泌體以及腫瘤細(xì)胞等共同構(gòu)成的局部細(xì)胞生活環(huán)境［15］。外泌體在體液中濃度較高，相關(guān)研究認(rèn)為外泌體可能作為腫瘤微環(huán)境細(xì)胞間的“交流信使”，在腫瘤細(xì)胞存活、增殖與轉(zhuǎn)移中起重要作用。而從外周血中分離出來(lái)的來(lái)源于腫瘤細(xì)胞的外泌體，被證明是腫瘤進(jìn)展的標(biāo)志物［16］。

3 外泌體與MM的關(guān)系

研究表明，MM和正常骨髓間充質(zhì)基質(zhì)細(xì)胞（BM MSCs）相比，其外顯子microRNA含量不同，腫瘤抑制因子miR-15a含量較低［7］。與來(lái)源于正常細(xì)胞的外泌體相比，MM來(lái)源的外泌體具有更高水平的致癌蛋白、細(xì)胞因子和黏附分子，且正常BM MSCs分泌的外泌體可抑制MM細(xì)胞生長(zhǎng)［17-18］。骨髓基質(zhì)細(xì)胞和MM細(xì)胞通過(guò)分泌生長(zhǎng)因子、細(xì)胞因子和外泌體在MM發(fā)病機(jī)制中起關(guān)鍵作用。外泌體通過(guò)轉(zhuǎn)移mRNA、miRNA和蛋白介導(dǎo)細(xì)胞間信息傳遞［19］。

3.1 外泌體對(duì)MM血管生成及免疫的影響

Umezu等［3］建立了模擬體內(nèi)MM大量漿細(xì)胞增殖導(dǎo)致缺氧環(huán)境模型，篩選抗缺氧細(xì)胞系，發(fā)現(xiàn)來(lái)源于這些細(xì)胞系的外泌體miR-135b通過(guò)HIF-FIH信號(hào)傳導(dǎo)途徑，可增強(qiáng)缺氧條件下血管的生成能力［20］。低氧耐受的MM細(xì)胞比正常BM MSCs可產(chǎn)生更多的外泌體，且在來(lái)自低氧耐受MM細(xì)胞的外泌體中miR-135b濃度顯著上調(diào)［21］。Wang等［22］進(jìn)行體外大鼠實(shí)驗(yàn)亦證實(shí)了這一結(jié)論，該研究發(fā)現(xiàn)C-Jun N端激酶、信號(hào)轉(zhuǎn)錄激活因子3（STAT3）及p53等被骨髓基質(zhì)細(xì)胞和內(nèi)皮細(xì)胞分泌的外泌體調(diào)節(jié)，這些外泌體通過(guò)激活STAT3途徑促進(jìn)幼稚小鼠中髓源性抑制細(xì)胞（MDSC）生長(zhǎng)，并將其重組成與攜帶MM小鼠相似表型。此外，還有研究發(fā)現(xiàn)MM外泌體可上調(diào)誘導(dǎo)型一氧化氮合酶含量，提高BM MSCs的免疫抑制能力［23］，MM外泌體可通過(guò)免疫抑制調(diào)節(jié)骨髓微環(huán)境，進(jìn)一步促進(jìn)MM進(jìn)展［22］。外泌體可增強(qiáng)缺氧條件下血管的生成能力，而MM組織細(xì)胞也存在缺氧耐受情況，因此MM來(lái)源的外泌體可能增強(qiáng)了MM的供血能力，同時(shí)免疫抑制作用使MM的生長(zhǎng)環(huán)境更加有利，兩者共同促進(jìn)MM進(jìn)展。

3.2 外泌體在MM耐藥中的作用

既往研究已證實(shí)骨髓基質(zhì)細(xì)胞可誘導(dǎo)MM細(xì)胞生長(zhǎng)和耐藥，但骨髓基質(zhì)細(xì)胞衍生的外泌體在該過(guò)程中的具體作用機(jī)制尚不清楚。Wang等［24］利用5T33 MM模型和人類(lèi)MM組織研究骨髓基質(zhì)細(xì)胞來(lái)源的外泌體對(duì)MM細(xì)胞活力、增殖、存活、遷移和耐藥性的影響，結(jié)果顯示骨髓基質(zhì)細(xì)胞和MM細(xì)胞可交換攜帶某些細(xì)胞因子外泌體，幼稚和5T33骨髓基質(zhì)細(xì)胞衍生的外泌體均可增強(qiáng)MM細(xì)胞生長(zhǎng)并誘導(dǎo)其對(duì)硼替佐米的耐藥性，骨髓基質(zhì)細(xì)胞衍生的外泌體也影響c-Jun N端激酶、p38、p53和Akt等途徑的激活。有研究發(fā)現(xiàn)從正常供體和多發(fā)性骨髓瘤患者骨髓基質(zhì)細(xì)胞獲得的外泌體誘導(dǎo)人MM細(xì)胞存活和耐藥性，外泌體介導(dǎo)的通路參與骨髓基質(zhì)細(xì)胞誘導(dǎo)MM細(xì)胞增殖、遷移、存活和耐藥性，當(dāng)MM細(xì)胞暴露于抗骨髓瘤藥物硼替佐米、卡非佐米時(shí)，細(xì)胞分泌的外泌體顯著增多，這些化療藥物誘導(dǎo)的外泌體與未暴露于藥物細(xì)胞分泌的外泌體具有不同的蛋白質(zhì)組成特征［25］。因此，進(jìn)一步深入研究MM細(xì)胞與正常細(xì)胞來(lái)源外泌體組分差異，對(duì)探索MM耐藥機(jī)制顯得尤為重要，在今后的研究中，我們可以更加關(guān)注外泌體miRNA與蛋白質(zhì)的差異表達(dá)，以期明確MM耐藥標(biāo)志物。

3.3 外泌體促進(jìn)MM細(xì)胞之間的相互作用及轉(zhuǎn)移

惡性腫瘤細(xì)胞由原發(fā)部位轉(zhuǎn)移到遠(yuǎn)處器官是腫瘤相關(guān)死亡的重要原因，這種轉(zhuǎn)移并非無(wú)目的性，其易轉(zhuǎn)移到某些特定組織或器官。Purushothaman等［26］利用從MM細(xì)胞系和骨髓瘤患者中分離的外泌體，將外泌體纖連蛋白鑒定為關(guān)鍵的硫酸乙酰肝素結(jié)合配體和外泌體-細(xì)胞相互作用的介質(zhì)，發(fā)現(xiàn)硫酸乙酰肝素在外泌體細(xì)胞相互作用中起雙重作用。在外泌體上的硫酸乙酰肝素捕獲纖連蛋白，并在靶細(xì)胞上作為纖連蛋白的受體。從外泌體表面除去硫酸乙酰肝素可釋放纖連蛋白從而抑制外泌體-靶細(xì)胞的作用。纖連蛋白的硫酸乙酰肝素結(jié)合結(jié)構(gòu)域的特異性抗體可阻斷外泌體與骨髓基質(zhì)細(xì)胞的相互作用。多項(xiàng)研究發(fā)現(xiàn)肝素或肝素模擬物顯著抑制外泌體-細(xì)胞相互作用。纖連蛋白介導(dǎo)的外泌體可激活MM細(xì)胞p38和pERK信號(hào)傳導(dǎo)并表達(dá)下游靶基因DKK1 和 MMP-9，從而促進(jìn)了 MM 進(jìn)展［27-28］，同時(shí)纖連蛋白抗體抑制了MM來(lái)源外泌體侵襲內(nèi)皮細(xì)胞的能力。以上研究提示纖連蛋白與硫酸乙酰肝素結(jié)合，從而介導(dǎo)體外細(xì)胞相互作用，在腫瘤微環(huán)境中對(duì)外泌體介導(dǎo)的腫瘤細(xì)胞轉(zhuǎn)移，纖連蛋白-硫酸乙酰肝素相互作用將抑制MM腫瘤生長(zhǎng)和發(fā)展。

3.4 外泌體在MM病情評(píng)估及監(jiān)測(cè)中的作用

Iaccino等［29］研究結(jié)果顯示MM釋放的外泌體可表達(dá)腫瘤B細(xì)胞免疫球蛋白-B細(xì)胞受體（Ig-BCR），并與特異性結(jié)合肽（Id-肽）靶向結(jié)合，同時(shí)分析小鼠5T33 MM模型腫瘤細(xì)胞釋放的外泌體，并證明外泌體是腫瘤生長(zhǎng)的標(biāo)志物之一。以5T33 MM細(xì)胞表達(dá)的Ig-BCR作為誘導(dǎo)物篩選噬菌體基因文庫(kù)，選擇Id-肽，并通過(guò)FACS、FITC-綴合的Id-肽檢測(cè)5T33 MM轉(zhuǎn)染的小鼠血清中釋放MM的外泌體，其水平與血清副蛋白相比，在更早的時(shí)間點(diǎn)與腫瘤進(jìn)展相關(guān)［29-30］，認(rèn)為結(jié)合Id-肽的MM細(xì)胞釋放的外泌體可能是評(píng)估和監(jiān)測(cè)MM的標(biāo)志物。

4 小結(jié)

外泌體在多發(fā)性骨髓瘤的發(fā)生發(fā)展、腫瘤血管生成、免疫抑制及耐藥性等方面發(fā)揮作用，未來(lái)或可通過(guò)檢測(cè)外周血中MM特征性的外泌體而早期診斷MM，以MM特異性外泌體為靶點(diǎn)研制的抗腫瘤化療藥物或可提高療效。但目前外泌體提取過(guò)程復(fù)雜、費(fèi)用昂貴，且外泌體包含分子成分復(fù)雜、具體作用機(jī)制仍不明確；隨著對(duì)外泌體與腫瘤及多發(fā)性骨髓瘤之間關(guān)系的研究深入，其必將在多發(fā)性骨髓瘤的診斷、治療方面發(fā)揮重要作用。