外泌體的生物特性及在腫瘤臨床診斷中的應(yīng)用陳利鵬摘要：外泌體是生物體內(nèi)廣泛存在的由各類細(xì)胞釋放的囊泡小體，被磷脂雙分子層包裹。里面含有蛋白和RNA等多種成分，在細(xì)胞間信息傳遞中扮演重要角色。具有抗腫瘤免疫、促血管新生等生理功能。在腫瘤的發(fā)生發(fā)展中起著重要的作用，特別是有攜帶腫瘤遺傳信息、調(diào)節(jié)腫瘤微環(huán)境、促進(jìn)腫瘤血管生成等效應(yīng)。越來(lái)越多的研究將目光投向了利用外泌體進(jìn)行疾病的診斷、預(yù)后及治療臨床應(yīng)用。本文就其研究現(xiàn)狀和在腫瘤臨床診斷中的應(yīng)用做簡(jiǎn)要綜述。關(guān)鍵詞：外泌體，腫瘤，診斷，臨床應(yīng)用1外泌體簡(jiǎn)介外泌體（exosome）是細(xì)胞向外分泌的一種囊狀小泡，直徑大約40-140nm。具有脂質(zhì)雙層膜結(jié)構(gòu)ADDINNE.Ref.{62EE8A04-AE57-4C8B-BC96-4D13B324D6C2}[1]。Johnstone在網(wǎng)織紅細(xì)胞培養(yǎng)液中分離得到一種囊泡狀的結(jié)構(gòu)物質(zhì)，并將其命名為外泌體（exosome）ADDINNE.Ref.{683F5702-A3AC-4A04-B741-43ECBDA69C06}[2]。但當(dāng)時(shí)研究人員認(rèn)為它只是一種細(xì)胞的廢棄物。最近幾年研究發(fā)現(xiàn)，外泌體廣泛存在并分布于各種體液中，攜帶和傳遞重要的信號(hào)分子，形成了一種全新的細(xì)胞間信息傳遞系統(tǒng)，影響細(xì)胞的生理狀態(tài)并與多種疾病的發(fā)生和進(jìn)程密切相關(guān)。2013年，諾貝爾生理或醫(yī)學(xué)獎(jiǎng)?lì)C發(fā)給了外泌體領(lǐng)域的三位科學(xué)家，使得外泌體成為醫(yī)學(xué)領(lǐng)域研究的熱點(diǎn)。目前外泌體研究主要集中在細(xì)胞通訊介導(dǎo)細(xì)胞行為、生物標(biāo)志物篩選、藥物載體研發(fā)三大方向ADDINNE.Ref.{F1386971-03C8-4ADD-A0D9-080DA3277393}[3]。外泌體的形成真核細(xì)胞和原核細(xì)胞都能分泌細(xì)胞外小囊泡（extracellularvesicles，EVs）。在哺乳動(dòng)物中，血液、淋巴液、組織液、尿液都能分離到EVsADDINNE.Ref.{E6FFCB72-C1B2-405A-A4A3-5150864F7E72}[4]。細(xì)胞向外分泌的膜性小囊泡有多種，包括微泡（microvesicle）、凋亡小體和外泌體。微泡是細(xì)胞胞體直接出芽，脫落后形成的細(xì)胞外囊泡，直徑約50-1000nm。凋亡小體則是細(xì)胞凋亡時(shí)產(chǎn)生的囊泡，一般直徑在500-2000nm。外泌體是通過(guò)細(xì)胞內(nèi)體途徑生成，首先是細(xì)胞內(nèi)內(nèi)溶酶體微粒體內(nèi)陷，形成多囊泡小體（multi-vesiclebody，MVBs），在刺激作用下，多囊泡小體與細(xì)胞膜融合，然后將小體內(nèi)的囊泡釋放到細(xì)胞外，即為外泌體。外泌體大小均一，直徑一般在40-140nmADDINNE.Ref.{B9E5EEEE-AB39-46ED-8C25-C12C8AAA2932}[5]。外泌體的組分外泌體是膜性小體，富含膽固醇和鞘磷脂。外泌體內(nèi)含有蛋白、脂質(zhì)、DNA、RNA，能作為信號(hào)分子傳遞給其他細(xì)胞從而改變其他細(xì)胞的功能。蛋白質(zhì)占據(jù)了外泌體內(nèi)含物的很大部分，種類非常豐富，根據(jù)Vesiclep數(shù)據(jù)庫(kù)顯示，外泌體以及各種胞外囊泡中大約包含92897種蛋白質(zhì)ADDINNE.Ref.{F6A186C7-9B82-4C0F-A433-DB5320A3E6D9}[6]。這些蛋白大致可分為兩類：一類是外泌體中普遍存在，參與其結(jié)構(gòu)形成的蛋白質(zhì)，多分布于外泌體的表面或內(nèi)腔中，包括微管蛋白、肌動(dòng)蛋白和微絲結(jié)合蛋白等細(xì)胞骨架成分；膜轉(zhuǎn)運(yùn)和融合相關(guān)蛋白，如:Annexins、多種Rab蛋白、Flotillin、Alix和TSG101等；一些信號(hào)分子，如蛋白激酶、G-蛋白等；還有大量與外泌體生成密切相關(guān)的四跨膜區(qū)蛋白質(zhì)超家族成員，如CD9、CD63、CD81和CD82等ADDINNE.Ref.{18FC1639-25FD-4F82-9162-071948AE9A15}[7,8]。另一大類蛋白質(zhì)與細(xì)胞來(lái)源有關(guān)，相對(duì)特異。抗原呈遞細(xì)胞來(lái)源的外泌體中含有豐富的MHC-I和MHC-II、CD80和CD86；血小板來(lái)源的外泌體中含有血友病因子和整合蛋白CD41a；而T淋巴細(xì)胞分泌的外泌體表面帶有穿孔蛋白和顆粒酶ADDINNE.Ref.{37E71634-92D6-4F36-9790-087FE2D2D9D7}[9]。腫瘤細(xì)胞產(chǎn)生的外泌體中還可以檢測(cè)到過(guò)度表達(dá)的蛋白質(zhì)標(biāo)志物，如FasL、TRAIL和TGF-β等腫瘤抗原和免疫抑制蛋白，這使得外泌體在腫瘤及相關(guān)疾病的診斷中具有重要的潛在應(yīng)用價(jià)值。外泌體內(nèi)的RNA主要為小RNA，如miRNA，不僅僅是遺傳信息的內(nèi)源性調(diào)控者也是調(diào)節(jié)細(xì)胞通訊的分泌因子及疾病的生物標(biāo)志物。從人乳汁中提取的外泌體中含有60余種與免疫調(diào)節(jié)相關(guān)的miRNA；膠質(zhì)瘤細(xì)胞的外泌體中則含有大量與細(xì)胞增殖遷移、血管形成和免疫反應(yīng)相關(guān)的miRNA；腫瘤來(lái)源的外泌體中miRNA的存在極為普遍并且豐度較高，在腫瘤自身的調(diào)控中發(fā)揮重要作用，目前已成為研究熱點(diǎn)ADDINNE.Ref.{40EE0A8C-B10C-455C-87EE-4F3C00108DA4}[10]。目前發(fā)現(xiàn)，RNA含量豐富的外泌體，主要參與組織間遺傳信息的傳遞過(guò)程；RNA含量低的外泌體，如免疫細(xì)胞來(lái)源的外泌體，主要在抗原遞呈和免疫共刺激過(guò)程中發(fā)揮作用。外泌體的作用方式外泌體釋放后，可以通過(guò)近分泌、旁分泌和內(nèi)分泌等三種方式實(shí)現(xiàn)生物信息的交換和傳遞。外泌體可以通過(guò)細(xì)胞間質(zhì)作用于近距離的細(xì)胞，也可以進(jìn)入血液或其他體液循環(huán)作用到遠(yuǎn)距離的靶細(xì)胞。距離較近的可由近分泌途徑直接被受體細(xì)胞吸收，距離稍遠(yuǎn)的可由旁分泌途徑被吸收，還有部分外泌體進(jìn)入循環(huán)系統(tǒng)作用于全身系統(tǒng)由內(nèi)分泌途徑被吸收。外泌體與靶細(xì)胞發(fā)生作用的方式一般有一下2種ADDINNE.Ref.{CF1423A4-D6A1-4C17-83FF-7D4A4D09C830}[11]：(1)通過(guò)蛋白或其他活性物質(zhì)直接作用于靶細(xì)胞表面的受體；(2)通過(guò)與靶細(xì)胞膜融合，將外泌體中的成分釋放到體對(duì)其分泌機(jī)理、作用方式和功能有較多的認(rèn)識(shí)，但對(duì)外泌體的分類尚有不明確，外泌體與微泡的區(qū)別還沒(méi)有完全確定的物理、生化鑒別標(biāo)準(zhǔn)ADDINNE.Ref.{B07C418C-D97B-4512-B673-9166CD093E8B}[22]。此外，外泌體的分離技術(shù)不夠完善，難以快速得到純度較高的外泌體，對(duì)后續(xù)的檢測(cè)分析造成困難；另一方面，對(duì)外泌體的檢測(cè)系統(tǒng)也尚未開發(fā)成熟，難以滿足臨床大樣本量的檢測(cè)。不過(guò)隨著各種高靈敏度、高通量和高內(nèi)涵的分析手段的進(jìn)步，會(huì)大大加快外泌體的研究和應(yīng)用。隨著精準(zhǔn)醫(yī)學(xué)概念的提出，越來(lái)越多的人開始關(guān)注如何能做到疾病的精確診斷和治療，外泌體作為一個(gè)新型的研究熱點(diǎn)，由于它在體內(nèi)存在的廣泛性和獲取的便捷性，已經(jīng)成為了疾病診斷治療的潛在有效方式，在精準(zhǔn)醫(yī)學(xué)發(fā)展上有著光明的前景。ADDINNE.Bib參考文獻(xiàn)[1] vanderPolE,B?ingAN,HarrisonP,etal.Classification,functions,andclinicalrelevanceofextracellularvesicles[J].Pharmacologicalreviews,2012,64(3):676-705.[2] JohnstoneRM,AdamM,HammondJR,etal.Vesicleformationduringreticulocytematuration.associationofplasmamembraneactivitieswithreleasedvesicles(exosomes)[J].JBiolChem,1987,262(19):9412-9420.[3] ConlanRS,PisanoS,OliveiraMI,etal.ExosomesasReconfigurableTherapeuticSystems[J].Trendsinmolecularmedicine,2017,23(7):636-650.[4] VlassovAV,MagdalenoS,SetterquistR,etal.Exosomes：currentknowledgeoftheircomposition，biologicalfunctions，anddiagnosticandtherapeuticpotentials[Z].BiochimBiophysActa,2012:1820（7）,940-948.[5] ElAndaloussiS,M?gerI,BreakefieldXO,etal.Extracellularvesicles:biologyandemergingtherapeuticopportunities[Z].Naturereviews.Drugdiscovery,2013:12(5),347.[6] YanoH,MazakiY,KurokawaK,etal.Rolesplayedbyasubsetofintegrinsignalingmoleculesincadherin-basedcell-celladhesion[Z].JCellBiol,2004:166(2),283-295.[7] GranerMW,CummingRI,BignerDD.Theheatshockresponseandchaperones/heatshockproteinsinbraintumors:surfaceexpression,release,andpossibleimmuneconsequences[Z].JNeurosci,2007:27(42),11214-11227.[8] ThéryC,AmigorenaS,RaposoG,etal.Isolationandcharacterizationofexosomesfromcellculturesupernatantsandbiologicalfluids[Z].CurrProtocCellBiol,2006:Chapter3,3-22.[9] KellerS,SandersonMP,StoeckA,etal.Exosomes:frombiogenesisandsecretiontobiologicalfunction[Z].Immunologyletters,2006102-108.[10] SkogJ,WurdingerT,VanRijnS,etal.GlioblastomamicrovesiclestransportRNAandproteinthatpromotetumorgrowthandprovidediagnosticbiomarkers[Z].Naturecellbiology,2008:10(12),1470.[11] CamussiG,DeregibusMC,BrunoS,etal.Exosomes/microvesiclesasamechanismofcell-to-cellcommunication[Z].Kidneyinternational,2010:78(9),838-848.[12] Al-NedawiK,MeehanB,MicallefJ,etal.IntercellulartransferoftheoncogenicreceptorEGFRvIIIbymicrovesiclesderivedfromtumourcells[Z].Naturecellbiology,2008:10(5),619.[13] ZhangH,DengT,LiuR,etal.Exosome-deliveredEGFRregulateslivermicroenvironmenttopromotegastriccancerlivermetastasis[J].NatureCommunications,2017,8.[14] ZhangL,ZhangS,YaoJ,etal.Microenvironment-inducedPTENlossbyexosomalmicroRNAprimesbrainmetastasisoutgrowth[J].Nature,527(7576):100.[15] HoshinoA,Costa-SilvaB,ShenTL,etal.Tumourexosomeintegrinsdetermineorganotropicmetastasis[J].Nature,2015,527(7578):329.[16] RabinowitsG,Ger?el-TaylorC,DayJM,etal.ExosomalmicroRNA:adiagnosticmarkerforlungcancer.Clinicallungcancer,10(1),42-46.[J].Clinicallungcancer,2009,10(1):42-46.[17] LiY,ZhangY,QiuF,etal.ProteomicidentificationofexosomalLRG1:apotentialurinarybiomarkerfordetectingNSCLC[J].Electrophoresis,2011,32(15):1976-1983.[18] MeloSA,LueckeLB,KahlertC,etal.Glypican-1identifiescancerexosomesanddetectsearlypancreaticcancer[J].Nature,2015,523(75