Exosomes在胃癌侵襲、轉移中作用的研究進展

鄧雅，陳俊強，劉金祿，王震，黎伯培

(廣西醫科大學第一附屬醫院，南寧530021)

胃癌在全球發病率高，是世界范圍內第五大最常見的惡性腫瘤，其發病率達6.8%；其病死率位列于腫瘤死因的第3位。在我國，胃癌發病率僅次于肺癌，其病死率僅次于肺癌、肝癌[1,2]。經過胃癌根治術加輔助化療等綜合治療后，胃癌患者5年生存率也僅為35%～40%，主要原因是腫瘤的轉移與復發[3]。因此，如何控制胃癌細胞的侵襲和轉移是其治療及預后的關鍵。Exosomes開始被認為是廢棄膜包裹和分子碎片的“垃圾袋”，后來研究人員發現其內含蛋白質、脂質、mRNA、微小RNA(miRNA)以及DNA片段等“貨物”，提示其對腫瘤的發生發展起到很大的作用。在最近幾年，Exosomes被發現作為腫瘤細胞之間“通信穿梭”的傳遞信號，可以對靶細胞基因進行編碼，對腫瘤的發生、侵襲、轉移和耐藥性起到一定作用[4]。研究表明Exosomes可引起多種效應，特別是通過攜帶腫瘤遺傳信息、調節腫瘤微環境等效應，在胃癌的侵襲、轉移中起著重要的作用。如來自胃癌AZ-P7A細胞的Exosomes可能通過攜帶let-7 miRNA，進入細胞外微環境以維持其腫瘤發展，包括腫瘤細胞增殖和腹膜轉移的能力[5]。本文就最近幾年來Exosomes通過參與腫瘤微環境進而影響胃癌侵襲、轉移作用綜述如下。

1 Exosomes通過促進上皮間質轉化(EMT)影響胃癌的侵襲和轉移

EMT是指腫瘤細胞失去上皮細胞極性，獲得間充質細胞樣運動能力，并可進入相鄰組織。惡性腫瘤細胞因發生EMT而獲得侵襲和轉移的能力[6]。

Wang等[7]研究發現，Cofilin 1(CFL1)通過促進胃癌細胞骨架重排來誘導EMT。相反，CFL1的沉默可抑制胃癌細胞的EMT，導致胃癌細胞的侵襲和轉移能力下降。此外，來源于人間充質干細胞的Exosomes(MSC-Ex)能在HGC-27 細胞中誘導EMT發生，增強胃癌細胞的轉移能力[8]。近年來，有研究證實E-鈣黏蛋白在EMT發生過程中起到很大的作用[7, 9]。Chong等[10]研究發現，腫瘤微環境中Galectin-1(Gal-1)水平的升高能夠促進上皮細胞形態向成纖維細胞形態的轉變，導致E-鈣黏蛋白的丟失和間充質標記物波形蛋白的增加。來自癌相關成纖維細胞CAFs的Gal-1在胃癌中通過整合素(ITG)β1介導的下游轉錄因子Gli1上調誘導EMT發生，促進胃癌細胞的侵襲和轉移；在臨床胃癌組織中，證實Gal-1與Gli1表達呈正相關[10]。

腫瘤侵襲中的關鍵起始步驟涉及EMT。越來越多的證據顯示，EMT在腫瘤進展和惡性轉化過程中起關鍵作用，使得早期腫瘤細胞具有轉移特性。Exosomes能夠通過促進EMT降低胃癌細胞間的黏附能力而增強腫瘤細胞的遷移和侵襲能力，進而促進胃癌轉移。

2 Exosomes通過加快腫瘤細胞的生長和遷移影響胃癌的侵襲和轉移

轉移是一個多步驟的過程，包括通過基底膜侵入腫瘤細胞和進入血管，在血液循環中的生存，附著到血管并遷移，最后在宿主器官定植和生長[11]。

Qu等[12]研究發現，由胃癌SGC7901細胞分泌的Exosomes能夠通過PI3K-Akt和MAPK-ERK信號通路促進SGC7901和BGC823細胞增殖，Casitas B譜系淋巴瘤(CBL)蛋白表達降低可能有助于PI3K-Akt和MAPK-ERK通路的激活。后來，Gu等[8]研究表明，MSC-Ex能夠通過Akt信號通路的激活促進胃癌細胞生長和遷移，同時提高胃癌細胞的轉移性。與此同時，Li 等[13]研究結果發現，CD97可通過Exosomes介導的MAPK信號傳導途徑在體外能促進胃癌細胞的增殖和侵襲，Exosomes的miRNA可能參與CD97相關途徑的活化。此外，使用足底移植瘤構建淋巴結轉移裸鼠模型，驗證了CD97能夠促進胃癌細胞增殖、遷移和侵襲，并通過Exosomes有助于轉移前位的形成[13, 14]。有研究發現，巨噬細胞來源的Exosomes將miR-21抑制劑轉染到胃癌BGC823細胞中，導致細胞遷移明顯抑制，細胞凋亡明顯增加。研究結果表明，Exosomes內miR-21上調胃癌有助于細胞遷移和增殖[15]。ZFAS1存在于Exosomes中，其表達增強與胃癌淋巴結轉移和TNM分期顯著相關。通過ZFAS1基因沉默后，能夠抑制胃癌細胞周期，誘導凋亡和EMT來抑制胃癌細胞的增殖和遷移。相反，ZFAS1過表達則促進了胃癌細胞的增殖和遷移[16]。來自胃癌細胞的Exosomes能夠通過激活巨噬細胞表達增加促炎因子水平，從而促進腫瘤細胞增殖和遷移。此外，Exosomes能夠通過顯著上調巨噬細胞中NF-κB通路的磷酸化從而促進胃癌的侵襲和轉移[17]。Wang等[15]研究發現，胃癌組織來源的間充質干細胞(GC-MSCs)和胃癌組織中的miR-214、miR-221和miR-222上調，其水平與淋巴結轉移、靜脈入侵和TNM分期緊密相關。該研究還發現，GC-MSC衍生的Exosomes將miR-221傳遞至HGC-27細胞中，并促進其增殖和遷移。

以上研究發現，Exosomes能夠通過其內含物及多種信號通路促進胃癌細胞的增殖生長和遷移，證實了“種子”能夠到達肥沃的“土壤”并定植和生長。因此，Exosomes通過加快胃癌細胞的生長和遷移進而增強胃癌的侵襲和轉移能力。

3 Exosomes通過刺激血管新生促進胃癌的侵襲和轉移

當轉移瘤達到臨界大小后，必須刺激新血管生成以避免腫瘤壞死。血管新生為腫瘤提供營養和用氧是十分重要的，并且可作為轉移性細胞進入全身循環的切入點。

MSCs可促進腫瘤細胞轉移，MSC-Ex增強腫瘤細胞中的血管內皮生長因子(VEGF)表達促進體內腫瘤生長。例如，研究發現在SGC7901小鼠胃癌模型中，MSC-Ex在體內顯著促進腫瘤生長。MSC-Ex通過激活ERK1/2和p38 MAPK途徑促進腫瘤細胞中VEGF的增加，導致腫瘤血管生成增強，從而促進體內腫瘤生長。有趣的是，有研究發現，從胃癌細胞GC1415分離出一種包含Exosomes的腫瘤微囊泡(TMV)，與GC1415共培養后注入到NOD SCID小鼠中，觀察腫瘤生長和血管生成活性。結果證明,GC1415細胞能通過TMV導致NOD SCID小鼠腫瘤生長和血管生成的增強。在TMV中含有的CD44H、CD44v6和CCR6分子可能在腫瘤細胞的附著中起作用，而與CD24相關的HER-2可參與促進癌細胞生長[18]。

由此可見，Exosomes有助于血管新生，并促進腫瘤生長，對胃癌細胞到達轉移位點后繼續生長具有很大的促進作用。

4 Exosomes通過免疫逃逸影響胃癌的侵襲和轉移

腫瘤免疫逃逸是指腫瘤細胞通過各種機制躲避自身機體免疫系統識別和攻擊，從而使腫瘤能在體內生存、增殖、侵襲和轉移。因此，腫瘤的免疫逃逸在惡性腫瘤中有重要意義。

Exosomes作為細胞間通信和分子傳輸模式，可以通過抑制免疫系統并建立肥沃的局部和遙遠的環境以支持腫瘤生長、侵襲和轉移。Qu等[19]研究結果發現，胃癌細胞來源的Exosomes能夠通過增加 Jurkat T細胞內 Cbl 蛋白的表達水平，泛素化 PI3K，降低 Akt 水平，激活 Caspase-3、8、9，以時間和劑量依賴性方式誘導Jurkat T 細胞凋亡。經Exosomes處理Jurkat T 細胞，并加入蛋白酶抑制劑 PS-341 阻斷 Cbl 蛋白的功能后，能夠部分恢復Akt活性和細胞凋亡，逆轉Jurkat T細胞凋亡。因此，胃癌細胞能夠通過Exosomes增加T細胞內Cbl蛋白的表達水平，抑制PI3K/Akt信號通路，從而誘導T細胞凋亡，進而促進腫瘤的免疫逃逸。

雖然Exosomes主要功能為免疫抑制，促進免疫逃逸，但是，改變外部的環境也可以增強Exosomes的免疫，影響腫瘤的進程。Zhong等[20]研究證實，與未經治療胃癌患者的惡性腹水比較，經熱處理后的惡性腹水中Exosomes含有較高濃度的熱休克蛋白(Hsp)70和Hsp60。體外研究[20]表明，來自熱處理的惡性腹水的Exosomes能夠促進樹突狀細胞(DC)成熟并誘導腫瘤特異性細胞毒性T淋巴細胞反應，從而提到Exosomes的免疫原性。

盡管目前Exosomes通過影響免疫反應促進胃癌侵襲和轉移的研究較少，但是上述結果表明胃癌細胞可通過Exosomes調節免疫系統，逃避免疫監視，支持腫瘤細胞生長、增殖。據此，我們可以推斷Exosomes能通過免疫逃逸促進胃癌的侵襲和轉移。

5 小結

目前，胃癌在全球發病率、病死率高，導致胃癌患者死亡的主要原因是腫瘤的轉移與復發。因此，了解胃癌的侵襲和轉移的機制對胃癌患者治療及預后有著重要作用。有研究表明，Exosomes可以改變腫瘤及其微環境，參與腫瘤發生轉移的多個步驟。在這篇綜述中，我們強調Exosomes通過促進EMT、加快腫瘤細胞生長和遷移、誘導血管新生以及逃避免疫等多種途徑參與腫瘤細胞與腫瘤微環境的相互作用，在胃癌侵襲和轉移的過程中起著重要的作用。然而，許多問題仍然需要解決。例如：怎樣深入探討Exosomes在胃癌侵襲轉移的相關機制，Exosomes中的功能成分(如miRNA)在胃癌侵襲和轉移中有什么作用，如何防止Exosomes在胃癌細胞間發生EMT、腫瘤細胞生長和遷移、抑制血管新生以及免疫逃逸，如何把來源于胃癌細胞的Exosomes的鑒定、診斷轉化為臨床等等。因此，闡明Exosomes調控胃癌細胞發生侵襲和轉移過程的分子機制，及其在臨床中的診斷和治療，可能成為未來研究胃癌侵襲、轉移的關鍵。隨著分子生物學技術的不斷發展及對Exosomes研究的深入，人們對Exosomes的認識會更加成熟。我們相信，在不久的將來，Exosomes可能會成為胃癌診斷和治療的新靶點。

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