外泌體在肝癌中的研究進(jìn)展

許青 于新發(fā)

肝細(xì)胞癌（hepatocellular carcinoma，HCC）是世界上最?lèi)盒缘陌┌Y之一，約占原發(fā)性肝癌（primary liver cancer，PLCs）的75%～85%（以下簡(jiǎn)稱(chēng)肝癌），是世界上第六大最常見(jiàn)的癌癥，也是全球癌癥死亡的第四大原因，據(jù)2018年統(tǒng)計(jì)，每年約有84.1萬(wàn)例新發(fā)病例，782 000人死亡[1]。HCC形成的具體病因并不明確，而慢性乙型肝炎、丙型肝炎、酒精成癮、代謝性肝?。ㄌ貏e是非酒精性脂肪肝）和接觸黃曲霉毒素和馬兜鈴酸被認(rèn)為是HCC形成的危險(xiǎn)因素[2]。已有研究表明，外泌體（exosomes）與HCC的發(fā)生、發(fā)展有著密切的關(guān)系[3]。由多種細(xì)胞分泌的外泌體是一種脂質(zhì)雙分子層結(jié)構(gòu)的納米級(jí)囊泡，其內(nèi)含蛋白質(zhì)、核酸等多種生物活性物質(zhì)，通過(guò)將內(nèi)容物給傳遞受體細(xì)胞，參與多種生理病理過(guò)程[4]。本文主要對(duì)外泌體對(duì)HCC的形成所產(chǎn)生的影響進(jìn)行闡述，并重點(diǎn)對(duì)外泌體在HCC篩查、診斷、侵襲/轉(zhuǎn)移、免疫逃逸、治療及預(yù)后中的作用進(jìn)行概述。

1 外泌體的組成及生物學(xué)的作用

1.1 外泌體的組成 外泌體是細(xì)胞內(nèi)多泡體（MVB）與質(zhì)膜融合時(shí)分泌的細(xì)胞外微泡[5]，是一種直徑介于40～100納米的膜性結(jié)構(gòu)[6]，廣泛分布于體液、血漿、尿液和腦脊液等體液中[7]。外泌體由蛋白質(zhì)、核酸、脂類(lèi)等組成[8]。蛋白質(zhì)主要有膜融合及轉(zhuǎn)運(yùn)相關(guān)蛋白（Rabs蛋白，聯(lián)膜蛋白）、跨膜蛋白（如CD9、CD63和CD81）、熱休克蛋白（如HSP70和HSP90）、參與外泌體生成相關(guān)蛋白（Alix，TSG101）、細(xì)胞骨架蛋白、整合素等黏附分子及信號(hào)蛋白等[9]。其中TSG101、HSP70、CD81、CD63被認(rèn)為是外泌體標(biāo)記蛋白[10]。常見(jiàn)的脂類(lèi)有膽固醇、二甘油酯、鞘磷脂（包括鞘磷脂和神經(jīng)酰胺）、甘油磷脂[包括磷脂酰膽堿（PC）、磷脂酰絲氨酸（PS）、磷脂酰乙醇胺（PE）、磷脂酰肌醇（PI）]、聚甘油磷脂（既酮糖）等[11]。核酸包括mRNA、miRNA、rRNA、tRNA、lncRNA、piRNA、snRNA和小核仁RNA等[12]，這些豐富的成分是外泌體功能復(fù)雜的物質(zhì)基礎(chǔ)。

1.2 外泌體的生物學(xué)作用 外泌體參與細(xì)胞間信息交換，促進(jìn)細(xì)胞間無(wú)通訊細(xì)胞間接觸[13]。它們參與腫瘤的發(fā)生，并能對(duì)腫瘤微環(huán)境產(chǎn)生有利的影響導(dǎo)致治療的失敗、促進(jìn)腫瘤細(xì)胞的生長(zhǎng)和轉(zhuǎn)移[14]，還可以誘導(dǎo)間充質(zhì)干細(xì)胞分化為癌相關(guān)成纖維細(xì)胞（CAFs）[15]，增加成纖維細(xì)胞增殖和壽命[16]，破壞血管內(nèi)皮屏障[17]，削弱免疫應(yīng)答[18-19]，導(dǎo)致腫瘤細(xì)胞的侵襲及轉(zhuǎn)移。

2 外泌體在肝癌中的作用

2.1 外泌體在肝癌早期篩查及診斷中的作用 因HCC發(fā)病隱匿，早期缺乏特征性的臨床表現(xiàn)，使大多數(shù)肝癌患者就診時(shí)已是中晚期階段[20]。而目前治療主要以化療為主，預(yù)后欠佳。因此尋找新的肝癌生物標(biāo)志物及治療的靶點(diǎn)迫在眉睫。而且外泌體有其自身的優(yōu)點(diǎn)：（1）外泌體中含有多種腫瘤分泌的蛋白，而且外泌體檢測(cè)方法具有高敏感、無(wú)創(chuàng)等優(yōu)點(diǎn)[21]。（2）所有類(lèi)型的體液中都可檢測(cè)到外泌體，腫瘤細(xì)胞比正常細(xì)胞分泌更多的外泌體釋放入體液中，腫瘤源性外泌體不僅可反映腫瘤來(lái)源的分子特征及表型[22]；而且外泌體轉(zhuǎn)移的分子被雙層脂質(zhì)保護(hù)不被降解，所有體液中都能發(fā)現(xiàn)純腫瘤源性的外泌體，這些特性使外泌體成為臨床應(yīng)用的生物標(biāo)志物成為可能[23]。已有研究表明，外泌體可作為HCC早期診斷的生物標(biāo)志物[24]。將HCC傳統(tǒng)血清診斷標(biāo)志物AFP和外泌體聯(lián)合應(yīng)用于早期HCC的診斷，提高早期HCC患者的診斷率，對(duì)延長(zhǎng)HCC患者的生存時(shí)間至關(guān)重要。

2.2 外泌體可促進(jìn)肝癌細(xì)胞的侵襲及轉(zhuǎn)移 HCC患者的肝內(nèi)及遠(yuǎn)處轉(zhuǎn)移是預(yù)后不良的關(guān)鍵因素，而外泌體在HCC轉(zhuǎn)移中發(fā)揮了重要的作用。近期研究發(fā)現(xiàn)來(lái)源于高轉(zhuǎn)移性癌細(xì)胞的外泌體有助于成纖維細(xì)胞的活化，促進(jìn)HCC的肺轉(zhuǎn)移[25]。外泌體將lncRNA FAL1傳遞給Huh7和HepG2細(xì)胞[26]，顯著增強(qiáng)了HCC細(xì)胞的增殖、遷移和侵襲能力。這些研究為尋找治療HCC的新靶點(diǎn)提供了理論依據(jù)。

2.3 外泌體在肝癌患者免疫系統(tǒng)中的作用 HCC的發(fā)生是基因突變長(zhǎng)期積累的結(jié)果。在變成腫瘤前，這些癌細(xì)胞已經(jīng)不同于正常組織或細(xì)胞[27]。在正常情況下，免疫系統(tǒng)可以識(shí)別這些差異，并激活免疫反應(yīng)清除癌細(xì)胞[28]。然而，HCC在外泌體的作用下導(dǎo)致免疫的逃逸。有研究表明HCC產(chǎn)生的外泌體中的14-3-3位蛋白能降低T細(xì)胞的活化、增殖和分化，誘導(dǎo)更多的T細(xì)胞向調(diào)性TR細(xì)胞轉(zhuǎn)化，導(dǎo)致T細(xì)胞衰竭[29]。Cheng等[30]發(fā)現(xiàn)HCC細(xì)胞產(chǎn)生的外泌體可以通過(guò)抑制巨噬細(xì)胞增加IL-6、IL-1β、IL-10和TNF-α 的分泌，激活STAT3通路，增加PD-L1蛋白表達(dá)，從而抑制免疫細(xì)胞的活化，導(dǎo)致免疫逃逸，從而促進(jìn)腫瘤的發(fā)生、發(fā)展。這些研究為尋找HCC的免疫治療提供了研究發(fā)現(xiàn)。

2.4 外泌體在肝癌治療中的作用 外泌體在HCC治療中的作用是雙向的，一方面，外泌體可增加HCC細(xì)胞的多藥耐藥。多藥耐藥是HCC治療的主要障礙，因此了解多藥耐藥機(jī)制，探索新的治療靶點(diǎn)以克服多藥耐藥具有重要意義，F(xiàn)U等人發(fā)現(xiàn)多藥耐藥細(xì)胞（Bel/5-FU）通過(guò)外泌體將miR-32-5p傳遞到敏感細(xì)胞（Bel7402），并通過(guò)調(diào)節(jié)血管生成和上皮-間充質(zhì)轉(zhuǎn)化（EMT）誘導(dǎo)多藥耐藥[31]。HCC細(xì)胞可以將外泌體傳遞給對(duì)索拉菲尼敏感的HCC細(xì)胞，激活HGF/c-Met/Akt信號(hào)通路，抑制索拉菲尼誘導(dǎo)的宿主細(xì)胞凋亡，增強(qiáng)HCC細(xì)胞對(duì)索拉菲尼的耐藥[32]。另一方面，利用外泌體作為藥物治療的載體又可以抑制HCC細(xì)胞的生長(zhǎng)，用于HCC的治療。最近有研究表明，丙型肝炎后E2包膜糖蛋白（HCV-E2）刺激肥大細(xì)胞，使miRNA-490水平升高。肥大細(xì)胞將miRNA-490轉(zhuǎn)移到HCC細(xì)胞中通過(guò)外泌體抑制的ERK1/2途徑最終抑制HCC細(xì)胞的轉(zhuǎn)移[33]。異丙酚刺激腫瘤相關(guān)巨噬細(xì)胞分泌外泌體，更重要的是外泌體被HCC細(xì)胞所吸收，在宿主HCC細(xì)胞中miR-142-3p表達(dá)增加，其靶點(diǎn)RAC1明顯下調(diào)，抑制HCC細(xì)胞生長(zhǎng)[34]。這些研究均為HCC的治療提供了新的研究方向。

2.5 外泌體在肝癌患者預(yù)后中的作用 盡管，近些年來(lái)，HCC的治療方法有了一定的提高，但患者的預(yù)后仍不樂(lè)觀(guān)。因此，尋找新的高敏感性和高特異性的預(yù)后診斷指標(biāo)對(duì)HCC患者的預(yù)后十分重要。Chen等[35]發(fā)現(xiàn)HCC來(lái)源的外泌體通過(guò)MAPK/ERK信號(hào)通路通過(guò)上皮間質(zhì)轉(zhuǎn)化誘發(fā)HCC進(jìn)展和復(fù)發(fā)。另一研究發(fā)現(xiàn)，外泌體miRNA-21和IncRNA-ATB循環(huán)水平較高的患者總生存期和無(wú)進(jìn)展期顯著降低，這一發(fā)現(xiàn)為循環(huán)外泌體非編碼RNA（miRNA-21和IncRNA-ATB）是HCC新的預(yù)后標(biāo)志物和治療靶點(diǎn)提供了強(qiáng)有力的證據(jù)[36]。這些研究為外泌體應(yīng)用于臨床奠定了基礎(chǔ)。

外泌體與HCC的發(fā)生發(fā)展及治療有著密切的關(guān)系，研究?jī)烧唛g的關(guān)系對(duì)HCC患者的預(yù)后至關(guān)重要。盡管人們對(duì)外泌體已經(jīng)做了詳細(xì)的研究，但目前還存在著很多的不足：（1）外泌體的鑒定、分離、純化、分子機(jī)制尚不明確；（2）外泌體釋放和攝取動(dòng)力學(xué)的控制及數(shù)量，以及微環(huán)境中這些外泌體的最后結(jié)局有待進(jìn)一步研究；（3）人工合成外泌體機(jī)制尚不成熟；（4）外泌體在體內(nèi)定向于特定細(xì)胞的機(jī)制仍有待闡明；（5）外泌體是多種細(xì)胞分泌的，如何辨別外泌體的細(xì)胞來(lái)源及其意義尚需進(jìn)一步研究；（6）抑制體內(nèi)外泌體釋放的機(jī)制；（7）外泌體與多種腫瘤的發(fā)生、發(fā)展及免疫有著密切關(guān)系，是否可利用這一密切關(guān)系，來(lái)開(kāi)發(fā)癌癥免疫治療及疫苗；（8）外泌體促癌作用的具體機(jī)制；（9）未來(lái)是否可以像監(jiān)測(cè)血糖一樣，來(lái)檢測(cè)血清外泌體從而控制腫瘤的發(fā)生及根據(jù)外泌體的量來(lái)為用藥提供參考等，這些問(wèn)題都有待進(jìn)一步研究。