陳 佳,王 健,金 煒,陳旭東,胡曉波
(1. 上海中醫(yī)藥大學(xué)附屬龍華醫(yī)院檢驗科,上海 200032; 2. 上海市臨床檢驗中心,上海 200126)
胰腺癌(pancreatic cancer,PC)是死亡率極高的消化道惡性腫瘤,早期診斷率不高,患者確診時往往疾病已發(fā)展至晚期,并已發(fā)生轉(zhuǎn)移,使患者喪失根治的機會,預(yù)后極差,5年生存率僅8%[1-4]。PC的發(fā)生、發(fā)展受多種因素影響[5]。有研究發(fā)現(xiàn),外泌體在PC發(fā)生、發(fā)展過程中發(fā)揮重要作用[6-11]。外泌體能夠作為轉(zhuǎn)運工具,通過其攜帶的微小RNA(microRNA,miRNA)等分子介導(dǎo)腫瘤細胞間的信息交流,顯示出應(yīng)用于腫瘤診斷和治療的潛在價值[12]。我們就與PC相關(guān)的外泌體miRNA的研究進展作一綜述,旨在為進一步認知PC的發(fā)生、發(fā)展奠定基礎(chǔ)。
外泌體是一種雙層膜結(jié)構(gòu)的囊性小泡,直徑為30~100 nm,電鏡下多呈杯狀[13],源于細胞內(nèi)吞系統(tǒng)中的多囊泡小體(multivesicular body,MVB),即晚期內(nèi)體。細胞內(nèi)MVB在Rab 鳥苷三磷酸酶作用下移動至細胞膜附近并與細胞膜融合,將其包含的多個膜性囊泡釋放至胞外,形成外泌體[14]。有研究發(fā)現(xiàn),外泌體可由腫瘤細胞、肥大細胞和樹突狀細胞等多種細胞分泌,并廣泛存在于血液、唾液、乳汁、眼淚、尿液及精液等多種體液中[15]。
外泌體為脂質(zhì)雙分子膜包裹少量胞質(zhì)的膜性囊泡結(jié)構(gòu),胞質(zhì)中含有miRNA、信使RNA(messenger RNA,mRNA)、長鏈非編碼RNA(long non-coding RNA,lncRNA)及蛋白質(zhì)等多種成分[16]。外泌體可通過與靶細胞的細胞膜融合、胞吞作用等方式將其攜帶的miRNA、蛋白質(zhì)等傳遞到靶細胞中,從而對靶細胞的生理功能產(chǎn)生影響[17]。miRNA是一類由18~25個核苷酸組成的高度保守的內(nèi)源性單鏈小分子RNA,由長約70~90個堿基大小、具發(fā)夾結(jié)構(gòu)單鏈RNA前體(pre-microRNA,pre-miRNA)經(jīng)過Dicer酶作用生成。成熟的miRNA分子與RNA誘導(dǎo)沉默復(fù)合體(RNA-induced silencing complex,RISC)結(jié)合后,通過與其靶mRNA的3'端非編碼區(qū)結(jié)合,抑制靶mRNA的翻譯或?qū)е缕浣到猓M而影響細胞生長、代謝等多種生物學(xué)過程[18-23]。
DING等[24]報道了PC細胞PANC-1分泌的外泌體miR-212-3p,通過抑制樹突狀細胞內(nèi)調(diào)節(jié)因子X相關(guān)蛋白(regulatory factor X-associated protein,RFXAP)表達,使主要組織相容性復(fù)合體Ⅱ類分子(major histocompatibility complex Ⅱ,MHC Ⅱ )表達下降,引起樹突狀細胞免疫耐受,從而影響PC的發(fā)生、發(fā)展。ZHOU等[25]研究發(fā)現(xiàn),PC細胞PANC-1分泌的外泌體miR-203通過下調(diào)樹突狀細胞內(nèi)Toll樣受體4(Toll-like receptor 4,TLR4)的表達,抑制腫瘤壞死因子-α(tumor necrosis factor alpha,TNF-α)表達,導(dǎo)致樹突狀細胞功能失調(diào),繼而調(diào)控PC的發(fā)生、發(fā)展。TOMINAGA等[26]發(fā)現(xiàn)外泌體miR-181c進入星形膠質(zhì)細胞、腦細胞及腦毛細血管內(nèi)皮細胞后,使磷酸肌醇依賴性蛋白激酶 1(phosphoinositide-dependent protein kinase-1,PDPK1)表達下調(diào),抑制絲切蛋白的磷酸化,并影響其對肌動蛋白的調(diào)控,導(dǎo)致血腦屏障被破壞,促進乳腺癌細胞的腦轉(zhuǎn)移。LIU等[27]研究結(jié)果顯示,肺癌細胞分泌的外泌體miR-21進入受體細胞后能通過活化信號傳導(dǎo)與轉(zhuǎn)錄激活因子-3(signal transducer and activator of transcription 3,STAT 3),上調(diào)血管內(nèi)皮生長因子(vascular endothelial growth factor,VEGF)的表達水平,促進肺癌細胞的轉(zhuǎn)移和血管生成。ZHANG等[28]報道,星形膠質(zhì)細胞釋放的miR-17-92簇外泌體能抑制靶基因——與張力蛋白同源在人第10號染色體缺失的磷酸酶基因(phosphatase and tensin homolog deleted on chromosome ten,PTEN)的表達,促進腫瘤細胞分泌趨化因子CCL2,抑制腫瘤細胞凋亡并促進增殖,繼而增強腦腫瘤的轉(zhuǎn)移能力。BASU等[29]報道,miR-122缺陷的HepG2細胞攝入肝癌細胞株Huh7釋放的外泌體miR-122后,降低HepG2細胞生長速度,削弱其增殖能力。上述研究均顯示,外泌體miRNA在PC、乳腺癌、肝癌等多種腫瘤的發(fā)生、發(fā)展過程中發(fā)揮重要作用。
外泌體通過將其攜帶的miRNA傳遞至受體細胞,來調(diào)控腫瘤的增殖、凋亡及轉(zhuǎn)移過程。CHEN等[30]報道外泌體miR 23b 3p能促進PC細胞的侵襲和遷移。有研究結(jié)果顯示,胰腺星狀細胞可分泌攜帶miR-451a等miRNA的外泌體,這些外泌體可促進PC細胞增殖和遷移,并上調(diào)趨化因子配體CXCL1和CXCL2的表達,而采用外泌體抑制劑GW4869處理后,對PC細胞增殖和遷移的促進作用消失[31]。此外,MIKAMORI等[32]發(fā)現(xiàn),在吉西他濱作用下PC細胞會分泌外泌體miR-155,可抑制腫瘤蛋白P53誘導(dǎo)核蛋白1(tumor protein p53-inducible nuclear protein 1,TP53INP1)的表達,增強PC細胞抗凋亡活性。上述研究顯示,外泌體miRNA與PC增殖、凋亡及轉(zhuǎn)移等過程關(guān)系密切,為了解PC發(fā)生、發(fā)展相關(guān)機制提供了新的視角,有望為PC治療提供新的靶點。
目前,越來越多的研究表明,外泌體miRNA能促進PC細胞化療耐藥性的產(chǎn)生。有研究發(fā)現(xiàn),細胞內(nèi)miR-155的表達增加促使胰腺導(dǎo)管腺癌細胞釋放外泌體miR-155,引起附近腫瘤細胞抗凋亡活性增強,導(dǎo)致對吉西他濱耐藥,阻斷外泌體的運輸可減少miR-155所致吉西他濱耐藥[32]。有研究也發(fā)現(xiàn),在使用吉西他濱治療PC時,隨著上游轉(zhuǎn)錄因子Snail的上調(diào),腫瘤相關(guān)成纖維細胞釋放的外泌體中miR-146a表達增加,導(dǎo)致胰腺癌細胞耐藥性增強[33]。
目前,臨床主要依靠影像學(xué)檢查對PC進行定性及定位診斷。此外,臨床也常用糖類抗原19-9、癌胚抗原等血清腫瘤標志物進行篩檢,然而這些項目的診斷敏感性和特異性均不理想。上述原因使PC的早期診斷率不高,患者確診時往往疾病已發(fā)展至晚期,因此尋找新的早期診斷標志物已成為PC診治的重點。
QUE等[34]報道PC患者血清外泌體中miR-17-5p和miR-21表達顯著升高,有望成為PC的診斷標志物。其中,外泌體miR-21診斷PC的敏感性較高、特異性不強,外泌體miR-17-5p診斷PC的敏感性、特異性均較高,并且外泌體中miR-17-5p的高表達與PC的轉(zhuǎn)移、較晚的TNM分期顯著正相關(guān)。MADHAVAN等[35]研究發(fā)現(xiàn),83%的PC患者血清外泌體miR-1246、miR-4644、miR-3976和miR-4306表達水平顯著升高,并在早期PC患者血清中出現(xiàn)異常高表達,可能成為PC早期診斷的高敏感性標志物。MACHIDA等[36]的研究結(jié)果顯示,PC患者唾液中異常高表達外泌體miR-1246和miR-4644,將二者進行聯(lián)合分析,發(fā)現(xiàn)與PC高度相關(guān),為診斷PC的潛在生物標志物,具有較高的敏感性和特異性。上述研究顯示,外泌體miRNA對PC診斷具有重要意義,但是基于研究樣本量少、缺乏普適性等問題,針對外泌體miRNA檢測能否成為PC早期診斷標志物,仍有待進一步探索。
外泌體作為一種重要的轉(zhuǎn)運工具,通過將其攜帶的miRNA、蛋白質(zhì)等分子傳遞至受體細胞,介導(dǎo)細胞間信息交流,進而影響受體細胞的生長、代謝等多種生理功能。近年的研究發(fā)現(xiàn),外泌體miRNA參與調(diào)控PC增殖、凋亡、轉(zhuǎn)移等過程,為了解PC發(fā)生、發(fā)展相關(guān)機制提供了新視角,有望為PC治療和早期診斷提供新的方向。目前,針對外泌體miRNA與PC相關(guān)性的研究屈指可數(shù),對外泌體miRNA在PC中作用的認知仍較局限,有待進一步深入探索。