外泌體作為中藥載體治療胃癌的研究進(jìn)展

劉昱婷， 榮寶海， 張曉雙， 周永坤

全球范圍內(nèi)，胃癌是致死率排名第三的惡性腫瘤[1]。在我國，胃癌的發(fā)病率僅次于肺癌，位居第二位[2]。新近流行病學(xué)研究結(jié)果顯示，隨著科技的進(jìn)步及醫(yī)療水平的發(fā)展，雖然胃癌的5年生存率較前相比有所提高，但是仍不足30%[3]。對于晚期胃癌的患者，錯(cuò)失了手術(shù)的最佳時(shí)機(jī)，臨床最有效可行的診療方式為化療[4]。但是存在腫瘤細(xì)胞耐藥性及不良反應(yīng)大的情況，治療效果仍不理想，分析其原因是缺少對腫瘤與信號及物質(zhì)傳遞過程的了解。隨著中醫(yī)藥的發(fā)展，傳統(tǒng)中醫(yī)藥依靠完整的理論體系在治療胃癌方面具有減少并發(fā)癥，以及提高患者生存質(zhì)量等獨(dú)特的優(yōu)勢，但是傳統(tǒng)中醫(yī)藥劑型在治療過程中存在有效成分的溶解程度不高、生物利用程度低等缺點(diǎn)，尋求一種新型的藥物載體成為當(dāng)務(wù)之急。近年來，外泌體成為研究的熱點(diǎn)，其靶向運(yùn)輸及信息傳遞的生物學(xué)特性對于早期腫瘤的診斷及治療意義重大，這意味著外泌體可能作為中藥載體，為更好地治療胃癌提供了新的契機(jī)。

1 外泌體的來源及作用機(jī)制

1.1 外泌體的來源 19世紀(jì)80年代，Johnstone等[5]學(xué)者對綿羊紅細(xì)胞進(jìn)行體外培育試驗(yàn)時(shí)，發(fā)現(xiàn)了具有膜結(jié)構(gòu)的小囊泡，這即是今天所說的外泌體（Exosome）。它是一種納米級囊泡，起初研究者尚未發(fā)現(xiàn)它的價(jià)值，僅當(dāng)做是細(xì)胞產(chǎn)生的“廢棄物”。

1.2 外泌體的作用機(jī)制 當(dāng)人類機(jī)體產(chǎn)生疾病時(shí)，細(xì)胞出于對自身的保護(hù)、避免重要遺傳物質(zhì)的丟失，會選擇將重要物質(zhì)裹入囊泡中，打包送至細(xì)胞外。這部分物質(zhì)在細(xì)胞外游蕩，與其他細(xì)胞進(jìn)行物質(zhì)交換及信息傳遞，從而為機(jī)體抗腫瘤[6]、介導(dǎo)炎癥反應(yīng)[7]作出重要貢獻(xiàn)。

2 外泌體的構(gòu)成及功能

2.1 外泌體的構(gòu)成 外泌體是細(xì)胞釋放的一種雙層膜性囊泡，直徑在30～100 nm，其內(nèi)容物是許多活性物質(zhì)，例如DNA、RNA、蛋白質(zhì)及脂質(zhì)等，遍及人體的血漿、尿液、腦脊液等多種體液中。

2.2 外泌體的功能 通過對外泌體生物來源、物質(zhì)構(gòu)成、信息傳遞等多方面研究的不斷完善，可以發(fā)現(xiàn)外泌體具有多種功能，而其所具備的功能決定于所來源細(xì)胞的不同類型。外泌體可介入正常的生理活動(dòng)，比如機(jī)體的免疫反應(yīng)、細(xì)胞分化及遷移等，也能參加疾病發(fā)生及發(fā)展的病理過程，比如來源于間質(zhì)干細(xì)胞的外泌體可用于臨床診治牙周缺損，并通過增加牙周韌帶（periodontalligament，PODL）遷移和增殖的方式來增強(qiáng)牙周再生[8]。樹突狀細(xì)胞來源的富含甲胎蛋白（AFP）的外泌體能夠觸發(fā)較強(qiáng)的抗原特異性腫瘤免疫反應(yīng)，重塑肝癌小鼠的腫瘤微環(huán)境，促進(jìn)腫瘤的免疫治療[9]。來源于胃癌細(xì)胞的外泌體能夠抑制HLA-DRnegleukocytes中Dicer1、PTEN基因的表達(dá)，為免疫調(diào)控作用的研究提供線索[10]。來源于活化巨噬細(xì)胞的富含miR-155的外泌體，能調(diào)節(jié)成纖維細(xì)胞增殖及炎癥的旁分泌[11]。

3 外泌體作為生物標(biāo)記物的研究進(jìn)展

近年來，大量研究表明，外泌體可能作為胃癌早期診斷的生物標(biāo)志物，將對胃癌的診斷、治療與預(yù)后發(fā)揮重要作用。黃琳[12]通過檢測發(fā)現(xiàn)胃癌患者血清外泌體中miR-301的表達(dá)水平明顯高于健康對照者，且受試者工作特征曲線顯示，血清外泌體miR-301對胃癌的診斷表現(xiàn)出良好的特異性和敏感性，表明血清外泌體miR-301的檢測可能有助于胃癌的診斷。楊佳佳等[13]對提取到的血漿外泌體實(shí)施相關(guān)鑒定，并用逆轉(zhuǎn)錄實(shí)時(shí)熒光定量(qRT-PCR)檢測方法分析驗(yàn)證胃癌患者的血漿外泌體中miR-452-5p的表達(dá)，比健康人群血漿外泌體中miR-452-5p的表達(dá)顯著上調(diào)，表明miR-452-5p對于胃癌的確診具備較高的靈敏性及特異性。李陽等[14]證實(shí)，對比正常體檢者及患有胃良性疾病的人來說，胃癌患者血清外泌體中的抗分化非編碼 RNA（anti-differentiation antagonizing noncoding RNA，DANCR）平均含量明顯較高，這可能成為確診胃癌的新標(biāo)準(zhǔn)。Li等[15]研究發(fā)現(xiàn)，胃癌患者血液中的長基因間非編碼RNA 152(Long intergenic nonprotein-coding RNA 152,LINC00152)主要存在于外泌體中，能夠作為胃癌的診斷標(biāo)志物，并能促進(jìn)胃癌的進(jìn)展。Tokuhisa等[16]通過實(shí)驗(yàn)評估了miRNA在腹膜液中的診斷能力，發(fā)現(xiàn)能夠?qū)iR-21和miR-1225-5p視為胃癌術(shù)后腹膜復(fù)發(fā)的生物標(biāo)記物，用于胃癌轉(zhuǎn)移的早期診斷。

4 外泌體在胃癌治療中的作用

關(guān)于胃癌的治療，通常有手術(shù)治療及手術(shù)后的放化療，手術(shù)后的患者通常也需定期進(jìn)行化療。目前胃癌化療最常用的是以鉑類藥物為基礎(chǔ)的化療方案，但因?yàn)槟[瘤細(xì)胞的耐藥性，致使化療的效果出現(xiàn)停滯不前或者提高困難的局面。

外泌體能夠介入腫瘤微環(huán)境的形成，并在腫瘤的生長、轉(zhuǎn)移及耐藥性多個(gè)領(lǐng)域發(fā)揮著獨(dú)特作用。研究表明，從轉(zhuǎn)染miR-221寡核苷酸的骨髓間充質(zhì)干細(xì)胞(bone marrow mesenchymal stem cells，BM-MSCs)中提取的外泌體可以當(dāng)作是一種新型的納米載體，影響腫瘤微環(huán)境及侵襲性來遏制腫瘤的進(jìn)展[17]。Tomasetti等[18]研究發(fā)現(xiàn)，外源性外泌體能夠誘導(dǎo)代謝的重編程進(jìn)而恢復(fù)癌細(xì)胞的呼吸作用，達(dá)到抑制腫瘤增長的目的。楊云山等[19]研究發(fā)現(xiàn)，熱激胃癌細(xì)胞來源的外泌體能致敏樹突狀細(xì)胞從而誘導(dǎo)產(chǎn)生抗腫瘤免疫應(yīng)答。近期研究表明，胃癌細(xì)胞來源的外泌體中的表皮生長因子受體(epidermal growth factor receptor，EGFR)移位后，可依靠控制miR-26 a/b的表達(dá)激活肝生長因子，從而控制胃癌的進(jìn)展[20]。Wang等[21]研究發(fā)現(xiàn)巨噬細(xì)胞來源的外泌體可以作為載體將外源性miR-21抑制劑遞送到BGC-823胃癌細(xì)胞中，達(dá)到抑制胃癌細(xì)胞的遷移及增加細(xì)胞凋亡的目的，具有更小的細(xì)胞毒性。另有研究表明，腫瘤細(xì)胞的耐藥性可能是因其通過外泌體來排出化療藥所導(dǎo)致的，表明解決腫瘤耐藥性方面，外泌體有可能是一個(gè)重要的突破口[22]。

5 外泌體作為中藥載體的研究進(jìn)展

外泌體作為細(xì)胞分泌的囊泡，參與多種生物學(xué)及病理過程，致力于物質(zhì)交換及信息傳遞等多個(gè)方面，其來源與分布的廣泛性及易穿透性，使其成為良好的藥物載體。

紫杉醇是目前臨床上常用的抗腫瘤藥物之一，它來源于紅豆杉屬植物，是一種具有紫杉烷二萜骨架的抗腫瘤藥物[23]。Agrawal等[24]研究顯示，以乳源性外泌體作為化療藥物紫杉醇的載體來口服治療，與傳統(tǒng)靜脈注射相比，其療效得到極大的提高，且能夠降低化療藥物的毒性，抑制腫瘤細(xì)胞的生長。β-欖香烯提取自活血化瘀類姜黃屬國藥莪術(shù)中的倍半萜烯類化合物，它作為中藥莪術(shù)抗腫瘤的主要有效成分，是我國自主研發(fā)的抗腫瘤新型藥物[25]。它具有遏制腫瘤細(xì)胞的增殖與遷移、改變腫瘤細(xì)胞耐藥性等作用。Zhang等[26]研究證實(shí)，將乳腺癌耐藥細(xì)胞株與負(fù)載β-欖香烯的外泌體共同培養(yǎng)，負(fù)載β-欖香烯的外泌體可能會影響多重耐藥性(multidrug resistance，MDR)相關(guān)miRNA的表達(dá)，以及調(diào)控目標(biāo)基因PTEN和Pgp的表達(dá)，以致乳腺癌細(xì)胞的生存能力大幅度降低。雷公藤紅素(elastrol，CEL)是從中草藥雷公藤中所提取出的一種三萜類化合物，是雷公藤中的有效成分，具有抗腫瘤、抗炎、抗凋亡等作用，對于乳腺癌、肝癌、腎小球腎炎等疾病的治療都發(fā)揮了極大作用[27-28]。Aqil等[29]通過研究外泌體中負(fù)載的雷公藤紅素對兩種非小細(xì)胞肺癌(non- small cell lung cancer，NSCLC)細(xì)胞系的作用，發(fā)現(xiàn)相比起游離狀態(tài)的雷公藤紅素，負(fù)載有雷公藤紅素的外泌體在抗腫瘤方面作用更加強(qiáng)大，且CEL在野生型C57 BL6小鼠中沒有表現(xiàn)出任何不良反應(yīng)，服用載有CEL的外泌體對小鼠的肝腎功能無影響。各項(xiàng)數(shù)據(jù)表明CEL在化療方面潛力巨大，證實(shí)外泌體作為中藥載體能增強(qiáng)藥物療效降低毒副作用。梓醇作為地黃中主要的環(huán)烯醚萜類化合物，能夠抗氧化、抗凋亡以及促神經(jīng)營養(yǎng)因子生成，在保護(hù)神經(jīng)細(xì)胞功能方面作用甚大[30]。張小藝等[31]通過測定梓醇預(yù)處理過的人神經(jīng)母細(xì)胞瘤(SH-SY5 Y)細(xì)胞上清液中外泌體的含量，以及細(xì)胞的存活率，發(fā)現(xiàn)梓醇對SH-SY5 Y細(xì)胞分泌外泌體能產(chǎn)生推動(dòng)作用，且載有梓醇的外泌體能夠保護(hù)受損的神經(jīng)細(xì)胞。

6 展望

外泌體作為一種新型的生物標(biāo)記物在腫瘤的初期確診及治療方面發(fā)揮著重要作用，來源于不同物質(zhì)的外泌體各自獨(dú)有的特異性展現(xiàn)出了不同的功能。傳統(tǒng)中醫(yī)藥在溶解度低、生物利用度不高等方面的缺陷，隨著外泌體在細(xì)胞間信息功能傳遞方面作用的展現(xiàn)，將會得到極大的彌補(bǔ)，這將為中醫(yī)藥治療胃癌作出難以估量的貢獻(xiàn)。未來，可將傳統(tǒng)中醫(yī)的整體觀念與現(xiàn)代醫(yī)學(xué)的精準(zhǔn)醫(yī)療概念相結(jié)合，以外泌體作為中藥的載體，靶向治療胃癌等腫瘤疾病，極大程度地提高患者的生存質(zhì)量，開創(chuàng)診療新模式。