外泌體源性環狀RNA在胃癌中的研究進展

蔡車琴綜述 劉琦，彭湃瀾審校

早期胃癌患者大多無癥狀，而出現癥狀時患者大多已處于中晚期，盡管近年來的手術及其他治療手段不斷提高，但其總體5年生存率仍不到30%[1]，給家庭及社會帶來了極大負擔。目前，診斷胃癌的首選檢查是胃鏡下取病理組織活檢，亦為診斷胃癌的金標準，但是其侵入性的缺點，限制了適用人群，同時限制了其應用于胃癌大規模篩查。因此，發掘新的高敏感度及特異度的生物標志物用于腫瘤的診斷、監測腫瘤的復發、轉移及評估預后具有重要意義。

外泌體是一類在多囊泡體內產生并從不同細胞釋放的功能性雙層膜性結構，其直徑在40～160 nm之間[2]。外泌體天然存在于各種體液中，包括唾液、血液、母乳和尿液，可攜帶多種生物活性分子，如脂質、蛋白質、環狀RNA(circular RNA，circRNA)、長鏈非編碼 RNA(long non-coding RNA, lncRNA)和微小RNA(microRNA，miRNA)等，不需要細胞表達相應受體即可完成細胞之間的信號傳導，被視為細胞之間信號通訊的新型傳遞者[3]。越來越多的研究證實，外泌體在腫瘤生長、血管生成和轉移中發揮重要作用[4]。環狀RNA是一種廣泛存在于真核細胞的共價閉環結構，由于其不存在5’帽端及3’聚A尾端，能抵抗核酶降解而穩定存在于細胞內[5]。目前已有研究證實，環狀RNA具有作為miRNA海綿、調節選擇性剪接、結合RNA結合蛋白及編碼蛋白質的作用，且在腫瘤組織中的表達量與其在正常組織中的表達量具有明顯差異[6]。外泌體作為運載體，最后發揮的生物學作用多取決于其內運載的貨物[7]，外泌體源性環狀RNA利用外泌體與環狀RNA穩定特性及表達差異性共同影響胃癌的發生發展，同時在胃癌診斷、治療及預后評估中起著重要作用。

1 外泌體源性環狀RNA與胃癌的發生發展

1.1 外泌體源性環狀RNA與腫瘤血管生成 通過血管攝取足夠的營養及氧氣是腫瘤細胞生長與轉移的必要條件。腫瘤微環境(tumour microenvironment，TME)是一個由多種成分組成的復雜微環境，通過影響腫瘤的血管生成、腫瘤細胞轉移及侵襲，對腫瘤細胞生存和發展有著重要作用[8]。外泌體源性環狀RNA可通過腫瘤微環境誘導血管生成或抗血管生成[9]。如高表達外泌體源性circSHKBP1可促進血管內皮生長因子(vascular endothelial growth factor，VEGF)分泌，誘導胃癌組織中新生血管形成[10]。VEGF具有強大的刺激血管生成的能力，以及增加血管密度和通透性作用，可以促進腫瘤的生長轉移[11]。同樣，外泌體源性circ29可以調節人臍靜脈血管內皮細胞(human umbilical vein endothelial cells，HUVEC)內VEGF水平，影響胃癌新生血管的形成[12]。Lu等[13]也證實Circ-RanGAP1通過miR-877-3p調控血管內皮生長因子A(VEGFA)參與血管形成，從而促進胃癌的轉移和侵襲。外泌體源性環狀RNA在腫瘤生長及轉移中的重要作用提示未來也許可通過干預外泌體源性環狀RNA的表達實現新的胃癌治療方案、改善胃癌患者預后。

1.2 外泌體源性環狀RNA與腫瘤轉移 盡管針對腫瘤的治療方式在不斷發展，生存率也在明顯提高，但癌癥仍是我國及發達國家主要死亡原因之一[14]，而腫瘤發生遠處轉移是導致癌癥患者死亡及影響預后的主要原因。原發部位腫瘤細胞通過血管滲入循環，傳播至遠處組織，在靶位置被捕獲之后滲出循環，在此處發生著微觀轉移到宏觀轉移的變化，該過程也稱為腫瘤的定植[15]。轉移前生態位是一種由原發腫瘤部位分泌的外泌體向未來要轉移部位發出信號形成的預制微環境，有利于腫瘤向遠處轉移。有研究報道來源于肝癌細胞的外泌體可借助于整合素促進遠處轉移前生態位形成，促進肝癌的轉移[16]。外泌體作為體內的“郵遞員”，其最后的去向及發揮的生物學作用主要取決于其內攜帶的“信件”[7]。外泌體源性circRanGAP1通過促進血管生成并增加血管通透性促進腫瘤轉移，高表達circRanGAP1與胃癌TNM分期、淋巴轉移和不良預后存在密切關系[13]。Shi等[17]研究發現，胃癌相關成纖維細胞來源的外泌體源性circ0088300通過與miR-1305作用，可促進胃癌細胞的增殖、遷移和侵襲。還有研究發現，外泌體源性circNEK9可通過與miR-409-3p作用，加速胃癌細胞的侵襲、轉移，影響患者預后[18]。Xie等[10]經實驗發現將具有circSHKBP1高表達水平胃癌細胞植入裸鼠體內，該類胃癌細胞具有較好的生長趨勢及較高的肺轉移率，而敲低circSHKBP1則抑制了胃癌細胞的生長，減少胃癌細胞的肺轉移。同樣circNHSL1在胃癌細胞及胃癌細胞來源的外泌體中均呈高表達狀態，可促進胃癌細胞的侵襲及轉移，敲低circNHSL1則可抑制這一現象[19]。間充質干細胞(mesenchymal stem cells, MSCs)作為腫瘤微環境的重要組成部分，與腫瘤細胞相互作用，促進腫瘤生長。腫瘤細胞來源的外泌體可以改變間充質干細胞的生物學功能，如誘導脂肪來源間充質干細胞表達circ_0004303，間接促進胃癌(GC)的進展[20]。當然，人體內環境為維持整體平衡，有促進腫瘤發生就有抑制腫瘤進展的存在。胃癌患者體內高表達的外泌體源性circ0044366可顯著抑制人臍靜脈血管內皮細胞的增殖、遷移，負向調控VEGF，抑制血管的生成和胃癌細胞的轉移及侵襲[12]。Wang等[21]發現circITCH在胃癌患者體內也起到抑制胃癌轉移的作用。Liu等[22]指出，外泌體源性circ_0001190的過表達可抑制胃癌細胞活力，減少胃癌細胞向周圍及遠處組織遷移和侵襲，同時，circ_0001190的高表達可抑制胃癌組織血管生成，阻斷胃癌細胞的氧供及營養來源；此外，外泌體源性circ_0001190還可通過miR-586/SOSTDC1軸促進GC的細胞凋亡。腫瘤的預后與是否發生轉移密切相關，明確腫瘤轉移機制及影響腫瘤轉移的因素，將有望改善腫瘤患者預后。

2 外泌體源性環狀RNA與胃癌的診斷

體液活檢具有可重復性、實時性及非侵入性的優點。目前臨床廣泛應用的傳統消化道腫瘤標志物有CA19-9(carbohydrate antigen 19-9)、CEA(carcinoembryonic antigen)、CA-129(carbohydrate antigen 129)等，但傳統腫瘤標志物在早期胃癌患者體內的檢出率低，用于診斷早期胃癌并不理想[7]。近年來各界對環狀RNA的研究逐漸深入，有學者將胃癌患者胃組織與正常胃組織中環狀RNA表達水平進行比較發現，有467種環狀RNA表達水平不同。其中，214種環狀RNA在胃癌組織中顯著上調，另外253種環狀RNA在胃癌組織中顯著下調[23]。環狀RNA具有穩定性、高度保守性，其生物學作用與腫瘤的性質、類型及發育階段存在密切關系[24]。而外泌體的存在使得環狀RNA更有能力成為新一代腫瘤生物標志物，Xie等[10]研究發現，circSHKBP1在血清外泌體中的表達水平與其在胃癌組織中的表達水平一致，這在某種程度上提示檢測血液中環狀RNA與檢測胃癌組織的環狀RNA具有同效性，Sang等[25]也通過實驗發現了circRELL1在外泌體與胃癌組織中表達水平一致的類似現象。另外，Xie等[10]通過進一步實驗發現將胃癌組織切除后，血清外泌體中的circSHKBP1的表達水平急劇下降，這意味著血清外泌體源性環狀RNA的起源可能是胃癌組織。Tang等[26]通過將直接存在于胃癌患者血漿中的circ-KIAA1244 的表達水平與該患者血漿外泌體中circ-KIAA1244的表達水平進行對比，提出細胞外液中的circ-KIAA1244大部分位于外泌體中。Sun等[27]計算得出了胃癌患者血漿中hsa_circ_0000520 與組織中hsa_circ_0000520在受試者工作特征曲線下面積(area under the curve，AUC)，血漿中hsa_circ_0000520 AUC為0.897，敏感度0.824，特異度0.844，組織中hsa_circ_0000520 AUC 0.613，敏感度0.536，特異度0.857，通過比較發現血漿中的hsa_circ_0000520具有更高的價值，可用于篩查胃癌患者。還有研究者發現，將血漿與組織has_circ_0001017和has_circ_0061276聯合用于胃癌診斷，其AUC高達0.996，敏感度、特異度分別可達0.955、0.957[5]，用于診斷胃癌具有極大的潛力。此外，外泌體源性hsa_circ_0065149在健康胃組織、慢性胃炎、腸化生和胃癌等4種不同組織中表達水平各異，作為早期胃癌篩查的分子工具，外泌體源性hsa_circ_0065149的臨床應用價值也許較胃癌傳統生物標志物更具優勢[28]。血漿外泌體源性環狀RNA不僅較傳統生物標志物具有更高的診斷價值，其低傷害性及低風險操作也解除了胃鏡檢查對適用人群的限制，在早期胃癌的篩查與胃癌診斷中具有重要臨床意義。

3 外泌體源性環狀RNA在胃癌預后評估中的作用

癌癥的預后與腫瘤TNM分期、是否向周圍組織侵犯及是否發生遠處轉移存在密切關系，胃癌患者體內多種circRNA表達水平都與腫瘤預后存在密切關系。circSHKBP1在胃癌細胞表達明顯上調，與TNM晚期、血管侵犯和不良預后相關，通過檢測血漿外泌體源性circSHKBP1可協助GC預后的評估[10]。circRanGAP1的表達水平也與胃癌的TNM分期存在密切關系[13]。Shao等[28]研究發現，腫瘤組織生長直徑和發生神經侵犯與外泌體源性circ_0065149的表達水平具有顯著相關性，外泌體源性circ_0065149低表達水平胃癌患者生存時間較高表達水平者長(P=0.020)。Zhang等[29]發現，胃癌細胞來源的外泌體源性ciRS-133可加速體內褐色脂肪組織的代謝，加速全身性消耗，促進惡病質形成，與晚期胃癌患者預后及生存質量存在密切關系。Yao等[30]還發現環狀RNA表達水平與胃癌患者生存期明顯相關，總生存期(overall survival，OS)和無病生存期(disease-free survival，DFS)明顯較短的胃癌患者，其體內circPVT1表達水平普遍較低。circRNA具有表達穩定性、組織特異性及發育階段特異性等特點，滿足臨床對腫瘤標志物所需特性的多項要求，在未來也許對監測腫瘤復發和轉移、制定治療方案、預測術后生存時間等具有重要意義[31-32]。

4 總結與展望

我國的胃癌發病率極高，每年新增胃癌人數龐大，極大威脅著社會居民的生命財產安全。快速高效識別早期胃癌，爭取早期根治手術機會、改善預后是胃癌診治中的重要目標。液體活檢具有可重復性、實時性及非侵入性的優點，具有重大臨床意義與應用價值。雖然目前已經存在許多對環狀RNA及外泌體的研究結果，但外泌體源性環狀RNA在胃癌中的具體作用仍需進一步研究，以及未來如何通過干預外泌體源性環狀RNA而阻止胃癌進展及改善胃癌患者的預后都是廣大研究者需要關注的方向。