外泌体微小RNA——肿瘤发生发展的新型调节分子

　　外泌体是由脂质双分子层包裹的胞膜囊泡，大约40～100nm，呈杯状或新月形[1，2]。细胞因内环境刺激、细胞活化或细胞凋亡分泌外泌体[3]，而外泌体又通过细胞内吞作用形成囊泡体分泌到细胞外[4，5]。外泌体在细胞传代过程中是保守的，具有重要的生物功能[6]。不同细胞类型来源外泌体的组成也各不相同[7]。在外泌体中发现了超过300种不同的蛋白质，这些蛋白质有的属于表面受体，有的属于信号分子、细胞黏附分子类，但又不局限于这些类型[8，9]。研究表明，肿瘤细胞会分泌相对较多的外泌体，对于肿瘤细胞这些额外的功能以及对外泌体的较大需要量的原因尚不清楚。

　　1外泌体的作用

　　目前在多种生物体液中都发现了外泌体，如血液、尿液、唾液、羊水、恶性腹腔积液、支气管肺泡灌洗液、关节液和乳汁等等[4]。它们仍有很多并且还未被完整定义的功能，例如蛋白质清除、免疫机制、感染途径、信号传递和肿瘤形成等[10，11，12，13，14，15]。研究表明外泌体是细胞间信号交流的传递者[16]。来源于肿瘤细胞外泌体中的致癌成分可以触发肿瘤发生和促进转移过程的信号通路[17]，还可通过诱导免疫耐受、凋亡前信号的表达、细胞外基质重塑、药物抵抗和其他方法使肿瘤细胞逃避机体的免疫监视[18]。更多的证据也证实了外泌体在肿瘤进展中的作用，例如通过肿瘤微环境将周围的细胞转化，并且通过致癌成分的转移，增强其他肿瘤细胞的侵袭性和药物抵抗性[19，20]。因此，外泌体可以创造一个理想的环境，使原发肿瘤细胞可以促进周围细胞生长和转移。

　　2微小RNA的选择性装载

　　微小RNA(microRNA，miRNA)是一类短链的非编码RNA，可以通过多种途径阻止基因表达[21]。miRNA也在多种体液中被发现，证实了这些分子在不利环境中的稳定性，不像普通的RNA在富含核酸酶的胞外环境中几秒钟就会被降解[22]。研究表明，来自肿瘤细胞的外泌体具有合成miRNA的能力，而且不需要依赖其起源细胞。不同肿瘤细胞分泌的外泌体中包含特殊的miRNA，其组成比例各不相同，这由外泌体来源的细胞类型所决定[23]。转入到外泌体的miRNA并不是随意的，而是由miRNA组中特殊的蛋白所控制。例如核内不均一核糖核蛋白A2B1可以控制miRNA装载入外泌体中。miRNA加工酶Dicer等的出现更进一步强调了外泌体的装载作用。但目前关于外泌体如何通过特定蛋白调控装载miRNA以及哪些蛋白参与miRNA的装载调控尚待更深入的研究。

　　3miRNA的角色

　　肿瘤的自然演变是一个循序渐进的过程，肿瘤细胞需要获得生长和存活的优势，并且需要将周围环境改变为一个炎症前和肿瘤前的状态。因此，为了控制周围的正常细胞，肿瘤细胞通过使用外泌体中的miRNA来改变这些细胞的行为，并且诱导肿瘤演变功能，例如增殖、细胞外基质重塑、迁移、侵袭、血管形成和转移过程[24]。一旦外泌体包裹释放，其中的miRNA直接绑定或者激活受体Toll样受体8，诱导核转录因子-κB依赖的转录，触发Toll样受体介导的转移前炎症反应，促进炎症前因子白细胞介素-6和肿瘤坏死因子-α的表达，使肿瘤生长并且转移，将周围的微环境改变为一个适合肿瘤生长的环境[24]。外泌体分泌的miRNA也可以作为远隔细胞基因表达的调控者，因此远隔器官周围的正常环境也转化为肿瘤转移前的环境，为肿瘤的远处转移做准备。肿瘤细胞通过外泌体机制将具有肿瘤支持作用的miRNA释放，从而维持肿瘤的致癌潜能。树突状细胞释放的外泌体可以融合入靶树突状细胞，并且释放内容物进入靶细胞中，导致mRNA沉默[25]。最近也有研究发现外泌体转运的miRNA是通过调控其受体细胞中靶向mRNA的转录表达而发挥他们的信号转导功能。肿瘤来源的外泌体可以在Dicer、双链RNA结合蛋白和AGO2(argonaute2)的协助下，与前体miRNA结合，共同形成RNA诱导沉默复合体[26]，指导受体细胞中的miRNA更有效地到达其靶mRNA，调控受体细胞中转录前的基因表达。例如乳腺癌细胞中包含的RNA诱导沉默复合体可将未成熟的miRNA转化为成熟的原癌miRNA，而这些成熟的原癌miRNA可以诱导正常靶细胞产生致癌表型[27]，促进肿瘤形成。尽管已有研究发现外泌体miRNA在肿瘤发生发展中扮演不同角色，但这只是冰山一角，众多调控机制尚待今后不断研究。

　　4miRNA在肿瘤治疗中的作用

　　肿瘤细胞对治疗的抵抗性以及容易复发的特性，是治疗肿瘤过程中的一大难题。有研究表明，miRNA可能是肿瘤诊断和评估预后的生物学标志，也可以用来监测肿瘤治疗的效果。例如在肿瘤外科手术后，肿瘤相关的miRNA会降低。目前有很多研究将肿瘤外泌体作为免疫调节剂[28]，来自肿瘤外泌体的miRNA在一定程度上有助于调节并改变肿瘤的免疫应答机制[29]。

　　外泌体具有体积小和能够穿透生物胞膜的特性，可以作为转运miRNA的理想载体，并且能够保护其内部的miRNA和蛋白质的稳定性，防止被降解。因此，未来通过作用于肿瘤外泌体产生和释放的机制，抑制外泌体中的致癌基因表达，包括各种miRNA形式的信息，或是通过使用外泌体运载miRNA和蛋白质组的方式，来抑制导致肿瘤细胞生长、传播和药物抵抗的信号，甚至阻断miRNA、蛋白质组装到外泌体的途径，都可以作为另一种新的方法应用于肿瘤治疗中。但是，来自不同器官的外泌体对相同类型的细胞是否有同样的作用，以及宿主和受体组织之间的生物适应性等问题有待进一步研究。