外泌體在白血病細胞增殖中的作用

李瑞瑋 張娟娟 楊同華 賀繼剛 撒亞蓮

(昆明理工大學附屬醫院 云南省第一人民醫院臨床基礎醫學研究所 云南省出生缺陷與遺傳病研究重點實驗室，云南 昆明 650050)

外泌體在白血病細胞增殖中的作用

李瑞瑋 張娟娟 楊同華1賀繼剛2撒亞蓮

(昆明理工大學附屬醫院 云南省第一人民醫院臨床基礎醫學研究所 云南省出生缺陷與遺傳病研究重點實驗室，云南 昆明 650050)

白血病；增殖；血管形成；骨髓微環境；外泌體

外泌體又被稱為胞外體，是活細胞分泌在體液中的一種納米級的、膜包被小泡，直徑約為30～120 nm，表面富含膽固醇、神經鞘磷脂、神經酰胺等脂類物質，攜帶親本細胞來源的蛋白質、mRNA、microRNA、DNA等分子信息，是細胞間信息交流與的物質傳遞的載體〔1～3〕。

外泌體來源于活細胞胞質內、晚期內吞體的膜性囊泡，其融合為多囊體后與細胞質膜融合釋放到細胞外〔4〕。外泌體廣泛存在于血液、唾液、尿液、腦脊液以及胸水、腹水等體液中，不僅對親本細胞、鄰近細胞發揮作用，隨著體液流動其可對遠距離的組織細胞發揮靶向調控作用〔5,6〕。當受體細胞獲取外泌體攜帶的信息后，其基因的轉錄、翻譯及蛋白質的修飾定位等活動受到調控，可進一步影響到細胞的表型及生物學功能〔7〕。已有研究表明，外泌體參與受體細胞、親本細胞的生理、病理活動〔8〕，是疾病早期診斷、判斷療效及預后的生物標記物，是探討疾病病理及尋找治療靶點的窗口，也是構建疫苗、藥物載體的原材料〔9,10〕。

白血病是一類造血干/祖細胞惡性克隆性疾病。白血病細胞增殖失控、凋亡受阻以及分化障礙后可在骨髓和其它造血組織中大量增殖積聚并浸潤其它組織和器官，同時正常造血受到抑制。骨髓血管的形成與疾病惡化相關〔11〕。已有研究表明，作為信息和物質載體的外泌體參與白血病細胞的增殖、浸潤、轉移等惡性生物學行為〔2,12〕，本文就外泌體在白血病細胞增殖中的作用進行綜述，希望為探討白血病的發病機制以及外泌體在臨床應用提供重要信息。

1 外泌體在白血病細胞惡性增殖中的作用

細胞惡性增殖是腫瘤的基本特征之一。腫瘤細胞源外泌體對親本細胞起促增殖作用〔13,14〕。Patel等〔15〕在培養費城染色體陽性(Ph+)急性前B淋巴細胞白血病(B-ALL)患者的白血病細胞(ALL3)中觀察到，細胞在低密度時細胞很難存活,而添加細胞高密度培養的上清后，其生存能力得到改善；推測與培養上清中含有促生長的可溶性物質及外泌體有關。Yeh等〔16〕觀察到慢性淋巴細胞白血病(CLL)來源的外泌體富含CD37、CD9、CD63；IgM經B細胞受體(BCR)信號通路促進外泌體釋放；CLL患者接受依魯替尼(ibrutinib)治療后血漿外泌體濃度降低。上述研究結果表明，腫瘤細胞分泌外泌體，并能被親本細胞、受體細胞重吸收。

腫瘤細胞來源的外泌體攜帶癌基因等遺傳信息經自分泌環路和(或)旁分泌環路影響親本細胞、受體細胞的增殖能力〔17〕。Gorrado等〔18〕用超速離心法提取慢性髓系白血病(CML)細胞株LAMA84來源的外泌體，將終濃度為5、10、20 μg/ml外泌體添加在LAMA84細胞培養液中，觀察到LAMA84細胞的數量以及在甲基纖維素半固體培養基中的細胞克隆數目呈劑量依賴性增加；抵抗細胞凋亡分子BCL-w, BCL-xl和survivin表達上調，而誘導凋亡的BAD，BAX和PUMA表達下調，且信號通路ERK、Akt、NF-κB和SMAD2/3 等處于激活狀態；其次，檢測到外泌體攜帶豐富的轉化生長因子(TGF)-β1；另外，在雄性NOD/SCID荷CML小鼠中觀察到，每周2次經皮下注射100 μg外泌體，50天時觀察到小鼠的瘤體大小、重量與PBS對照組比較差異均有統計學意義；且上述作用經TGF-β1拮抗劑SB431542干預后受到抑制，推測與腫瘤微環境中腫瘤細胞自分泌的外泌體攜帶TGF-β1與LAMA84細胞TGF-β1受體結合后影響腫瘤細胞的生長和存活有關。上述結果提示，腫瘤細胞源外泌體與親本細胞之間存在自分泌、正反饋的調節環路。

Corrado等〔18〕報道，LAMA84來源的外泌體攜帶雙調蛋白(AREG)能與基質細胞HS5的表皮生長因子受體(EGFR)結合，經Snail信號通路誘導靶基因IL-8、MMP9表達上調、分泌增加；而外泌體誘導基質細胞HS5分泌的IL-8正向調節LAMA84細胞的存活和增殖。Huan等〔19〕用超速離心法從急性髓系白血病(AML)細胞株HEL、HL-60、Molm-14和U937和初發AML患者的白血病細胞培養上清中獲取外泌體，用Transwell共培養AML細胞株和骨髓基質OP9細胞，檢測到外泌體高表達I型胰島素樣生長因子受體(IGF-IR) ，OP9細胞能攝取AML源外泌體；將外泌體分別與親本細胞、IGF-IR敲除的小鼠胚胎成纖維細胞(MEFs)共培養，并給IGF-1R抑制劑足葉苦素(PPP)干預，觀察到外泌體經GF-IR促進白血病細胞增殖，基質細胞分泌血管內皮細胞生長因子(VEGF)增加，而下調造血相關因子c-Myb、CEBP-β、HOXA-9、SCF、CXCR4、CXCL12、ANGPT1、TGF-β1等的表達。上述結果提示腫瘤細胞源外泌體與微環境細胞之間存在旁分泌、正反饋的調節環路。

Jaworski等〔20〕報道，人嗜T淋巴細胞病毒1型(HTLV1)陽性的成人T細胞白血病細胞來源的外泌體攜帶病毒源Tax、HBZ、Env以及前炎癥介質等信息。將HTLV1感染的T白血病細胞來源的外泌體與受體細胞共培養后并給Fas抗體干預，觀察到Tax經NF-κB通路，以cFLIP依賴的方式保護Jurkat細胞存活，避免死亡；攜帶HTLV1成分Tax的外泌體與白細胞介素(IL)-2活化的CTLL-2或外周血單個核細胞孵育后，觀察到受體細胞抵抗凋亡，與Tax活化AKT通路及Rb磷酸化有關。上述結果提示外泌體傳遞親本細胞及病原體的遺傳信息給受體細胞，促進病情發生發展。

2 小結與展望

外泌體是來源于活細胞的胞外囊泡。白血病細胞源外泌體攜帶有白細胞在健康與疾病時相關的mRNA、miRNA、蛋白質等生物大分子，其均可在病理情況下分泌量增加〔21〕。外泌體是細胞之間信息交流、物質傳遞的載體，可以將親本細胞的信息運送至相鄰細胞或遠距離細胞從而改變受體細胞行為。已有的研究表明，外泌體參與白血病細胞的生存與增殖、凋亡抵抗、免疫逃逸、化療耐藥、骨髓血管形成以及浸潤轉移等惡性生物學行為。目前外泌體的分泌機制、對受體細胞的靶向調控等問題尚不十分清楚。進一步的疾病源外泌體在內環境中的作用研究將會為臨床未來開展疾病相關外泌體標記物的檢測、開發疫苗及藥物載體奠定基礎，為探討疾病的發病機制及發現治療靶點提供重要線索。

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〔2017-02-13修回〕

(編輯 郭 菁)

R733.7；R730.231R363

A

1005-9202(2017)19-4955-02；

10.3969/j.issn.1005-9202.2017.19.117

國家自然科學基金資助項目(No.31460298,No.81460073)；云南省科技廳-昆明醫科大學聯合專項應用基礎研究項目(2014FB092，2014FB099);云南省衛生廳內設機構資助項目(2014NS271)

1 云南省第一人民醫院國家臨床重點專科血液科 2 云南省第一人民醫院心臟大血管外科

撒亞蓮(1971-)，女，主任技師，主要從事細胞生物學與疾病相關基因研究。

李瑞瑋(1993-)，男，在讀碩士，主要從事細胞生物學研究。