崔舒悅 湯帥 丁曉玲 丁剛
根據(jù)世界衛(wèi)生組織國(guó)際癌癥研究署發(fā)布的2020年全球最新癌癥負(fù)擔(dān)數(shù)據(jù)[1]顯示:中國(guó)癌癥新發(fā)人數(shù)和癌癥死亡人數(shù)均位居全球第一。研究[2]發(fā)現(xiàn),腫瘤微環(huán)境對(duì)腫瘤的發(fā)生發(fā)展產(chǎn)生重要影響。間充質(zhì)干細(xì)胞(mesenchymal stem cells, MSCs)由于其良好的多向分化、自我更新潛能以及免疫調(diào)節(jié)特性,已被廣泛應(yīng)用于多種組織、器官的修復(fù)以及再生治療。研究[3]表明,MSCs能夠通過旁分泌作用產(chǎn)生外泌體這一生物活性物質(zhì),外泌體通過傳遞多種信號(hào)通路影響腫瘤細(xì)胞的增殖、遷移和血管生成。目前,在關(guān)于MSCs及其外泌體是抑制腫瘤還是促進(jìn)腫瘤的報(bào)道中,出現(xiàn)了不一致的結(jié)論。本文將探討MSCs及其外泌體對(duì)腫瘤發(fā)生發(fā)展的影響及其潛在作用機(jī)制。
來源于發(fā)育早期中胚層和外胚層的MSCs具有良好的多向分化潛能、自我更新能力和免疫調(diào)節(jié)性能,已經(jīng)從骨髓、脂肪、臍帶、胎盤、皮膚、外周血、牙齒等多種組織中分離并培養(yǎng)[4]。國(guó)際細(xì)胞治療學(xué)會(huì)間充質(zhì)和組織干細(xì)胞委員會(huì)提出了定義人類MSCs的最低標(biāo)準(zhǔn):首先MSCs在標(biāo)準(zhǔn)培養(yǎng)條件下培養(yǎng)時(shí)必須貼壁,其次MSCs陽性表達(dá)CD105、CD73和CD90,不表達(dá)CD45、CD34、CD14或CD11b、CD79a或CD19及HLA-DR表面分子,最后MSCs在體外標(biāo)準(zhǔn)誘導(dǎo)條件下分化為成骨細(xì)胞、脂肪細(xì)胞和軟骨細(xì)胞[5]。由于MSCs良好的生物學(xué)性能,已被應(yīng)用于多種疾病的基礎(chǔ)和臨床研究,在心臟病、自身免疫病等疾病中具有良好的臨床應(yīng)用前景[2]。MSCs發(fā)揮生物學(xué)作用主要通過以下機(jī)制實(shí)現(xiàn),一是MSCs的遷移和歸巢特性,MSCs能夠歸巢到相應(yīng)的病變區(qū)域;二是旁分泌特性,MSCs通過分泌旁分泌因子促進(jìn)組織修復(fù)與再生;三是免疫調(diào)節(jié)特性,MSCs通過抑制免疫細(xì)胞,如T細(xì)胞、B細(xì)胞、巨噬細(xì)胞等的激活和功能參與免疫調(diào)節(jié)[6]。
MSCs在人體內(nèi)分布廣泛,因此,MSCs在體內(nèi)會(huì)與腫瘤細(xì)胞等各種細(xì)胞進(jìn)行接觸,能夠識(shí)別腫瘤的信號(hào)并產(chǎn)生相應(yīng)的反應(yīng),同時(shí)MSCs會(huì)被招募并成為腫瘤微環(huán)境的一部分。有研究[7]表明,MSCs在腫瘤的發(fā)生發(fā)展、轉(zhuǎn)移及預(yù)后中發(fā)揮著重要作用。
2.1 肺癌 數(shù)據(jù)[1]顯示,肺癌是全球男性和女性癌癥死亡的主要原因,同時(shí)也是男性最常見的癌癥。研究者將人骨髓MSCs與肺癌細(xì)胞株A549共培養(yǎng),結(jié)果顯示MSCs可以抑制A549細(xì)胞的遷移和增殖,并將細(xì)胞周期阻滯在G1期,同時(shí)可以誘導(dǎo)細(xì)胞凋亡,MSCs條件培養(yǎng)基取得了相同的效果,然而將MSCs聯(lián)合A549細(xì)胞注入BALB/c小鼠背部皮下,檢測(cè)腫瘤生長(zhǎng)情況,結(jié)果顯示MSCs組80%-90%形成肉眼可見的腫瘤,且體積明顯大于對(duì)照組,在MSCs組腫瘤表面分布了豐富的血管,說明在腫瘤微環(huán)境中,MSCs促進(jìn)了血管生成,從而利于腫瘤的生長(zhǎng)[8]。將MSCs聯(lián)合Lewis肺癌LL3細(xì)胞注入C57BL/6小鼠背部左側(cè)皮下,結(jié)果顯示聯(lián)合應(yīng)用MSCs與LL3細(xì)胞可顯著促進(jìn)腫瘤生長(zhǎng)。MSCs可抑制腺病毒Fas配體在原發(fā)腫瘤中誘導(dǎo)的炎癥反應(yīng),排除排斥反應(yīng),MSCs還可減少腫瘤特異性T細(xì)胞的擴(kuò)增[9]。將臍帶MSCs與肺癌細(xì)胞系H1299共培養(yǎng)后,檢測(cè)其增殖、凋亡、侵襲及細(xì)胞周期,結(jié)果顯示臍帶MSCs能顯著抑制H1299細(xì)胞侵襲,并誘導(dǎo)H1299細(xì)胞凋亡,但對(duì)H1299細(xì)胞增殖和細(xì)胞周期無明顯影響,說明臍帶MSCs對(duì)肺癌細(xì)胞具有抗腫瘤的作用,進(jìn)一步研究[10]表明可能是AKT/PI3K/STAT3信號(hào)通路在調(diào)控過程中起作用。
2.2 肝癌 按照全球癌癥相關(guān)死亡數(shù)排序,肝癌已經(jīng)上升到第二位[1],如不及時(shí)診治,患者的存活概率很低[11]。研究者將骨髓MSCs與人肝癌細(xì)胞系通過Transwell共培養(yǎng)體系培養(yǎng),檢測(cè)肝癌細(xì)胞的侵襲和增殖能力,結(jié)果[12]顯示,與MSCs共培養(yǎng)后的肝癌細(xì)胞的侵襲能力下降,增殖能力上升。將MSCs和人肝癌細(xì)胞H7402細(xì)胞注射入SCID小鼠體內(nèi),與對(duì)照組相比,MSCs治療組腫瘤形成時(shí)間延遲且腫瘤體積明顯縮小,腫瘤組織內(nèi)有廣泛的壞死區(qū),可見成纖維細(xì)胞樣細(xì)胞,并在腫瘤區(qū)域內(nèi)可見原位鈣化,說明MSCs可以抑制腫瘤生長(zhǎng)[13]。肝癌裸鼠模型經(jīng)尾靜脈注射MSCs,然后評(píng)估血管生成能力,與對(duì)照組相比,MSCs治療組微血管密度增加,促進(jìn)血管生成,其機(jī)制可能與轉(zhuǎn)化生長(zhǎng)因子-β1(transforming growth factor-β1, TGF-β1)/Smad信號(hào)通路有關(guān)[14]。
2.3 胃癌 胃癌是一種常見的消化道惡性腫瘤,在中國(guó)其發(fā)病率及病死率均位居惡性腫瘤第三位[1]。將人包皮MSCs與胃癌細(xì)胞系SGC-7901共培養(yǎng),體內(nèi)體外結(jié)果顯示均抑制胃癌細(xì)胞的增殖,并且發(fā)現(xiàn)人包皮MSCs條件培養(yǎng)基能夠抑制SGC-7901細(xì)胞bcl-2的表達(dá),上調(diào)bax和caspase-3的表達(dá),提示人包皮MSCs可通過抑制胃癌細(xì)胞增殖和促進(jìn)胃癌細(xì)胞凋亡來抑制腫瘤細(xì)胞生長(zhǎng)[15]。將胃癌來源的MSCs與胃癌細(xì)胞系BGC-823和MKN-28共培養(yǎng),結(jié)果[16]顯示:與骨髓MSCs及鄰近非癌組織來源MSCs相比,胃癌來源MSCs促進(jìn)了胃癌細(xì)胞的增殖和遷移,促血管生成因子如血管內(nèi)皮生長(zhǎng)因子(vascular endothelial growth factor, VEGF)、巨噬細(xì)胞炎性蛋白-2、TGF-β1、白介素(interleukin, IL)-6的表達(dá)水平顯著升高,進(jìn)一步研究表明可能是胃癌來源MSCs分泌的IL-8參與了腫瘤的形成,通過中和抗體阻斷IL-8的分泌,結(jié)果顯示削弱了MSCs的成瘤作用,AKT及ERK1/2信號(hào)通路參與了此過程。研究[17]表明,MSCs能夠激活Wnt5a/Ror2信號(hào)軸產(chǎn)生CXCL16,進(jìn)而激活相應(yīng)的趨化因子受體(chemokine receptor, CXCR)6,通過激活STAT3增加Ror1的表達(dá),最終促進(jìn)胃癌細(xì)胞的增殖和遷移,從而促進(jìn)腫瘤的進(jìn)展。
2.4 結(jié)直腸癌 結(jié)直腸癌是嚴(yán)重威脅人類健康的腫瘤之一,在所有腫瘤中其發(fā)病率和死亡率分別位于第二位和第五位[1]。將過表達(dá)CXCR4的MSCs(MSCs-CXCR4)注射到結(jié)腸癌小鼠模型,結(jié)果顯示,注射MSCs-CXCR4小鼠的體重減輕得到緩解,結(jié)腸長(zhǎng)度延長(zhǎng),腫瘤數(shù)目減少,腫瘤負(fù)荷減少,結(jié)腸組織中的促炎細(xì)胞因子水平和STAT3磷酸化水平降低,提示MSC-CXCR4具有有效的抗腫瘤作用[18]。另有研究[19]表明,注射MSCs可以將結(jié)直腸癌細(xì)胞周期阻滯于G1期從而誘導(dǎo)細(xì)胞凋亡,導(dǎo)致體內(nèi)Wnt和TGF-β-Smad信號(hào)通路失調(diào),進(jìn)而干擾腫瘤的發(fā)生。在裸鼠皮下注射結(jié)腸癌HCT116靶向腫瘤干細(xì)胞,形成異種移植腫瘤,大鼠MSCs治療后的結(jié)果顯示,MSCs促進(jìn)了腫瘤的生長(zhǎng),同時(shí)體外實(shí)驗(yàn)[20]發(fā)現(xiàn)大鼠MSCs增加了HCT116靶向腫瘤干細(xì)胞的侵襲和遷移。
2.5 乳腺癌 2020年,女性乳腺癌首次超過肺癌,成為全球最常見的癌癥,在中國(guó)女性癌癥患者中,發(fā)病的主要類型為乳腺癌[1]。與乳腺癌細(xì)胞MDA-MB-231共培養(yǎng)的MSCs條件培養(yǎng)基,通過抑制STAT3的激活,從而抑制MDAMB-231細(xì)胞的遷移、增殖和血管生成[21]。將臍帶MSCs與乳腺癌細(xì)胞共培養(yǎng),與單純?nèi)橄侔┘?xì)胞組相比,MSCs促進(jìn)了腫瘤細(xì)胞的增殖,且共培養(yǎng)后腫瘤細(xì)胞表達(dá)間充質(zhì)細(xì)胞的標(biāo)志物,說明MSCs與腫瘤細(xì)胞相互作用促進(jìn)了腫瘤細(xì)胞的生長(zhǎng)[22]。將小鼠骨髓MSCs與小鼠乳腺癌細(xì)胞4T1共培養(yǎng)后可促進(jìn)4T1細(xì)胞增殖,將MSCs與4T1注射到裸鼠體內(nèi),結(jié)果顯示促進(jìn)腫瘤細(xì)胞增殖,腫瘤體積增大,腫瘤的血管面積增多,同時(shí)減少了腫瘤中央的壞死[23]。
2.6 胰腺癌 胰腺癌是消化系統(tǒng)惡性程度最高的腫瘤之一,其臨床表現(xiàn)為:隱匿性、進(jìn)展快、預(yù)后差[24]。將表達(dá)NK4的MSCs與胰腺癌細(xì)胞株SW1990共培養(yǎng)后發(fā)現(xiàn),對(duì)SW1990細(xì)胞的增殖和遷移有明顯的抑制[25]。腫瘤壞死因子相關(guān)凋亡誘導(dǎo)配體工程化的胰腺來源的MSCs能夠顯著抑制胰腺癌細(xì)胞的生長(zhǎng)[26]。MSCs能夠通過上調(diào)雙調(diào)蛋白促進(jìn)胰腺癌細(xì)胞的局部侵襲,特異性小干擾RNA阻斷雙調(diào)蛋白的產(chǎn)生后消除了胰腺癌細(xì)胞的局部侵襲,說明雙調(diào)蛋白可能參與了這個(gè)過程[27]。來源于MSCs的肌成纖維樣細(xì)胞能夠調(diào)節(jié)癌細(xì)胞內(nèi)胚層的狀態(tài),提高各種干細(xì)胞相關(guān)基因的表達(dá)水平,增強(qiáng)胰腺癌細(xì)胞形成球體的能力,促進(jìn)小鼠胰腺癌腫塊的形成,增加對(duì)抗癌藥物的耐藥性,促進(jìn)胰腺癌的進(jìn)展[28]。
以上研究結(jié)果表明,MSCs與腫瘤細(xì)胞相互作用可以調(diào)節(jié)腫瘤微環(huán)境,一方面MSCs由于其歸巢特性能夠有效地進(jìn)入腫瘤微環(huán)境,通過激活多種信號(hào)通路抑制腫瘤生長(zhǎng),克服了藥物傳遞效率低及腫瘤微環(huán)境滲透的限制,因此,移植預(yù)編輯與修飾后的MSCs成為治療腫瘤的新手段[29];另一方面MSCs通過重塑腫瘤微環(huán)境產(chǎn)生支持組織新生血管、腫瘤侵襲和轉(zhuǎn)移的腫瘤細(xì)胞生態(tài)位,促進(jìn)腫瘤的進(jìn)展[30]?;谝陨弦蛩?,更深入地了解MSCs與腫瘤細(xì)胞的串?dāng)_將成為未來腫瘤治療的新策略。
細(xì)胞外囊泡(extracellular vesicles, EVs)是由多種哺乳動(dòng)物細(xì)胞主動(dòng)釋放的納米級(jí)胞外小泡,根據(jù)其生物起源、大小、生物物理特性可分為外泌體、微囊泡及凋亡小體。外泌體自1983年首次在綿羊網(wǎng)織紅細(xì)胞中發(fā)現(xiàn),最初被認(rèn)為是細(xì)胞碎片或細(xì)胞廢棄物,它的作用一直被低估,研究[31]發(fā)現(xiàn)外泌體是細(xì)胞間通訊的重要載體。外泌體是一種由脂質(zhì)雙分子層包裹的膜性囊泡,直徑30 nm-200 nm,主要參與細(xì)胞之間的物質(zhì)交換和信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo),外泌體內(nèi)容物豐富,包括蛋白質(zhì)、核酸和脂質(zhì)等在內(nèi)的生物活性分子,并通過這些生物活性分子調(diào)節(jié)受體細(xì)胞的生物活性,microRNA(miRNA)被認(rèn)為是外泌體的重要組成部分[32]。MSCs來源的外泌體具有與母細(xì)胞相似的生物學(xué)功能,但與MSCs相比具有以下優(yōu)勢(shì):①外泌體穩(wěn)定,可長(zhǎng)期保存在-80oC,內(nèi)容物不易降解;②外泌體更安全,不存在異倍體的可能性;③外泌體可以跨膜轉(zhuǎn)運(yùn),直接靶向作用于病變部位;④“無細(xì)胞”治療,降低了免疫排斥的風(fēng)險(xiǎn),致瘤性降低,解決了MSCs在體內(nèi)存活率低的問題[6,33]。
有研究[34]發(fā)現(xiàn),MSCs發(fā)揮作用主要是由于其旁分泌機(jī)制,而外泌體作為旁分泌機(jī)制的重要因子在腫瘤發(fā)生發(fā)展及治療方面受到越來越多的關(guān)注。有研究[35]表明,外泌體在腫瘤免疫中起著雙刃劍的作用,在腫瘤微環(huán)境中,外泌體能夠在腫瘤細(xì)胞、免疫細(xì)胞和其他細(xì)胞之間傳遞生物活性分子,幫助癌細(xì)胞逃避免疫監(jiān)視誘導(dǎo)免疫耐受,同時(shí),來自免疫細(xì)胞的外泌體能夠發(fā)揮抑制腫瘤生長(zhǎng)、增殖和轉(zhuǎn)移的作用。
4.1 肝癌 收集來自肝癌細(xì)胞系Hep3B、HuH7來源的癌癥干細(xì)胞(cancer stem cells, CSCs),用骨髓MSCs來源的外泌體處理CSCs后,降低了Hep3B-CSCs和HuH7-CSCs的增殖、遷移、侵襲、血管生成和自我更新能力。裸鼠皮下注射Hep3B-CSCs誘導(dǎo)成瘤,經(jīng)骨髓MSCs外泌體治療后顯示,外泌體可抑制CSCs形成的異種移植瘤的生長(zhǎng)速度和重量,進(jìn)一步研究表明外泌體通過C5orf66-AS1/miR-127-3p/DUSP1/ERK軸阻斷肝癌細(xì)胞的惡性行為[36]。將肝癌CSCs和骨髓MSCs來源的外泌體分別注射到二乙基亞硝胺誘導(dǎo)的Albino大鼠肝癌模型,與注射磷酸鹽緩沖溶液的對(duì)照組相比,肝癌CSCs可顯著增加肝臟相對(duì)重量和血清腫瘤標(biāo)志物以及肝酶水平,肝癌標(biāo)志物GST-P的免疫染色增強(qiáng),腫瘤結(jié)節(jié)的數(shù)量和面積增加,腫瘤細(xì)胞凋亡減少(bax和p53表達(dá)下調(diào),bcl2表達(dá)上調(diào)),血管生成活性增強(qiáng),轉(zhuǎn)移和侵襲性增強(qiáng)(P13K和ERK蛋白及其下游靶MMP9表達(dá)上調(diào),TIMP1 mRNA和蛋白表達(dá)下調(diào)),并誘導(dǎo)上皮間質(zhì)轉(zhuǎn)化。但是注射MSCs來源的外泌體后,這些功能的改變都被逆轉(zhuǎn),說明CSCs和MSCs外泌體在體內(nèi)分別誘導(dǎo)和抑制腫瘤的發(fā)生發(fā)展,提示MSCs外泌體在調(diào)節(jié)腫瘤中發(fā)揮著重要作用[37]。將N1S1大鼠肝癌細(xì)胞接種至肝左葉誘導(dǎo)腫瘤,經(jīng)脂肪MSCs來源的外泌體治療后,促進(jìn)了大鼠自然殺傷細(xì)胞的抗腫瘤反應(yīng),從而抑制了肝癌發(fā)展[38]。
4.2 肺癌 將骨髓MSCs來源的外泌體與肺癌細(xì)胞共培養(yǎng),結(jié)果表明MSCs外泌體miR-190a-5p通過靶向抑制Krüppel樣因子15抑制肺癌細(xì)胞的遷移和侵襲,從而為治療肺癌提供新思路[39]。將負(fù)載外源miR-130a-3p的人臍帶MSCs來源的外泌體與肺癌A549細(xì)胞共培養(yǎng),結(jié)果顯示肺癌細(xì)胞能夠成功攝取外源miR-130a-3p,并抑制肺癌細(xì)胞的增殖、遷移,誘導(dǎo)A549細(xì)胞凋亡,提示MSCs外泌體可作為一種miRNA載體在腫瘤治療中發(fā)揮作用[40]。將來源于缺氧骨髓MSCs的外泌體與肺癌細(xì)胞共培養(yǎng),結(jié)果顯示外泌體能夠被鄰近的癌細(xì)胞攝取并促進(jìn)癌細(xì)胞的侵襲和上皮間充質(zhì)轉(zhuǎn)化,進(jìn)一步研究[41]表明缺氧骨髓MSCs來源的外泌體通過特定的miRNA激活STAT3信號(hào)通路誘導(dǎo)上皮間充質(zhì)轉(zhuǎn)化從而促進(jìn)肺癌細(xì)胞的侵襲。
4.3 胃癌 將Lipocalin型前列腺素D2合成酶(Lipocalin type prostaglandin 2 synthase, L-PGDS)轉(zhuǎn)染MSCs,分離富含L-PGDS的EVs。在體外,EVs-L-PGDS與胃癌細(xì)胞SGC-7901共培養(yǎng)后可內(nèi)化并抑制胃癌細(xì)胞SGC-7901的克隆形成、遷移和侵襲能力,并促進(jìn)細(xì)胞的凋亡。在體內(nèi),裸鼠皮下腫瘤模型注射EVs-L-PGDS后抑制了移植瘤的生長(zhǎng),進(jìn)一步研究[42]表明胃癌的抑制是通過抑制STAT3的磷酸化來實(shí)現(xiàn)的。MSCs來源的外泌體與胃癌細(xì)胞系SGC-7901聯(lián)合植入裸鼠皮下誘導(dǎo)成瘤,結(jié)果顯示外泌體聯(lián)合治療組縮短了體內(nèi)成瘤的時(shí)間,促進(jìn)腫瘤細(xì)胞增殖,腫瘤組織中VEGF、CD34、VIII因子血管生成標(biāo)志物表達(dá)明顯高于對(duì)照組,腫瘤細(xì)胞磷酸化ERK1/2、CXCR4、Bcl-2和VEGF的蛋白水平以及α-SMA、CXCR4、VEGF和MDM2 mRNA的表達(dá)均高于對(duì)照組,提示MSCs來源的外泌體促進(jìn)了腫瘤細(xì)胞的增殖和轉(zhuǎn)移,促進(jìn)血管生成,使腫瘤生長(zhǎng)速度加快,進(jìn)一步研究[43]表明可能是ERK1/2和p38 MAPK通路的激活參與了此過程。將臍帶MSCs來源的外泌體與HGC-27胃癌細(xì)胞共培養(yǎng)后發(fā)現(xiàn),外泌體可以通過誘導(dǎo)上皮間充質(zhì)轉(zhuǎn)化增強(qiáng)HGC-27細(xì)胞的遷移和侵襲能力,上調(diào)胃癌細(xì)胞間充質(zhì)標(biāo)志物的表達(dá),增強(qiáng)胃癌細(xì)胞的體外致瘤性,可誘導(dǎo)胃癌細(xì)胞的干細(xì)胞化,進(jìn)一步研究[44]表明臍帶MSCs來源的外泌體可能是通過激活A(yù)kt信號(hào)通路誘導(dǎo)胃癌細(xì)胞發(fā)生上皮間充質(zhì)轉(zhuǎn)化并賦予其干性。
4.4 結(jié)直腸癌 miR-16-5-p已被發(fā)現(xiàn)與結(jié)直腸癌的進(jìn)展有關(guān),從轉(zhuǎn)染miR-16-5p的骨髓MSCs中分離外泌體并與結(jié)直腸癌細(xì)胞共培養(yǎng),檢測(cè)到過表達(dá)miR-16-5p的骨髓MSCs來源的外泌體能夠抑制結(jié)直腸癌細(xì)胞的增殖、遷移和侵襲,同時(shí)能夠通過下調(diào)ITGA2刺激結(jié)直腸癌細(xì)胞凋亡。體內(nèi)實(shí)驗(yàn)結(jié)果證實(shí),過表達(dá)miR-16-5p的MSCs來源的外泌體抑制了結(jié)直腸癌的腫瘤生長(zhǎng)[45]。另有研究[46]表明,miR-3940-5p可能是結(jié)直腸癌中一個(gè)重要的MSCs來源的外泌體miRNA,MSCs來源的外泌體攜帶miR-3940-5p進(jìn)入結(jié)直腸癌細(xì)胞和組織,過表達(dá)miR-3940-5p抑制了結(jié)直腸癌細(xì)胞的上皮間充質(zhì)轉(zhuǎn)化和侵襲,并抑制了腫瘤的轉(zhuǎn)移,整合素α6的下調(diào)和TGF-β1信號(hào)缺失參與了這一過程。MSCs產(chǎn)生的EVs攜帶的miR-222能夠通過靶向ATF3,抑制AKT1的轉(zhuǎn)錄活性,從而促進(jìn)大腸癌細(xì)胞的惡性侵襲和免疫逃逸,而抑制miR-222在體外能夠降低大腸癌細(xì)胞的惡性侵襲,在體內(nèi)能夠減少腫瘤的形成和免疫逃逸[47]。
4.5 乳腺癌 研究[48]發(fā)現(xiàn),骨髓MSCs來源的外泌體能夠抑制乳腺癌細(xì)胞的血管生成,進(jìn)一步研究發(fā)現(xiàn)外泌體miR-100能夠通過調(diào)節(jié)mTOR/HIF-1α信號(hào)軸下調(diào)乳腺癌細(xì)胞中VEGF的表達(dá),從而達(dá)到抗腫瘤的目的。將骨髓MSCs來源的外泌體與乳腺癌細(xì)胞4T1共培養(yǎng),測(cè)定VEGF的表達(dá)情況,結(jié)果顯示外泌體能夠被4T1內(nèi)化,下調(diào)VEGF的表達(dá),建立小鼠腫瘤細(xì)胞模型,皮下注射乳腺癌細(xì)胞4T1,經(jīng)外泌體治療后,腫瘤重量減輕,腫瘤組織中VEGF的mRNA表達(dá)降低,組織切片結(jié)果顯示VEGF和CD31的表達(dá)相對(duì)較弱,體內(nèi)體外實(shí)驗(yàn)均證實(shí)外泌體能夠通過抑制腫瘤細(xì)胞血管生成抑制腫瘤的進(jìn)展[49]。將從MSCs分化的脂肪細(xì)胞中分離的外泌體與乳腺癌細(xì)胞MCF7共培養(yǎng),測(cè)定其增殖與遷移能力,結(jié)果顯示外泌體在體外能夠主動(dòng)被MCF7細(xì)胞攝取,并促進(jìn)MCF7細(xì)胞的增殖和遷移,保護(hù)MCF7免受血清饑餓或化療藥物誘導(dǎo)的凋亡,而外泌體耗盡后則導(dǎo)致更多的腫瘤細(xì)胞凋亡。研究者又利用體內(nèi)小鼠異種移植模型評(píng)估外泌體對(duì)腫瘤生長(zhǎng)的影響,當(dāng)使用外泌體釋放抑制劑耗竭脂肪細(xì)胞外泌體時(shí),結(jié)果顯示與對(duì)照組相比,MSCs分化的脂肪細(xì)胞的促腫瘤作用減弱,進(jìn)一步研究[50]發(fā)現(xiàn)Hippo信號(hào)通路與脂肪細(xì)胞外泌體促腫瘤作用有關(guān)。
4.6 胰腺癌 研究[51]表明,hsa-miR-143-3p在人MSCs外泌體中高表達(dá)。將hsa-miR-143-3p抑制劑轉(zhuǎn)染人MSCs后收集外泌體,并與人胰腺癌細(xì)胞系CFPAC-1共培養(yǎng),結(jié)果顯示抑制劑組的活細(xì)胞數(shù)明顯高于對(duì)照組,凋亡細(xì)胞數(shù)明顯低于對(duì)照組;將hsa-miR-143-3p模擬物轉(zhuǎn)染人MSCs后收集外泌體,與人胰腺癌細(xì)胞系CFPAC-1注射到裸鼠體內(nèi),結(jié)果顯示模擬物組腫瘤體積小于對(duì)照組且部分區(qū)域可見細(xì)胞壞死,這些結(jié)果表明,人MSCs外泌體中的miR-143-3p可促進(jìn)胰腺癌CFPAC-1細(xì)胞的凋亡,抑制細(xì)胞的生長(zhǎng)、侵襲和遷移,從而起到抑制腫瘤的作用。骨髓MSCs來源的外泌體能夠通過miR-126-3p靶向ADAM9抑制胰腺癌細(xì)胞的增殖、遷移和侵襲,提高胰腺癌細(xì)胞的凋亡率。體內(nèi)實(shí)驗(yàn)[52]證實(shí)miR-126-3p轉(zhuǎn)染骨髓MSCs治療組腫瘤體積較小,提示外泌體miR-126-3p通過靶向ADAM9抑制腫瘤的生長(zhǎng)和轉(zhuǎn)移。另有研究[53]證實(shí),骨髓MSCs來源的外泌體能夠通過circ_0030167靶向miR-338-5p/wif1/Wnt 8/β-catenin抑制胰腺癌細(xì)胞的侵襲、增殖和遷移,并降低了腫瘤的干性從而為胰腺癌的治療提供了新視角。
基于以上研究發(fā)現(xiàn),MSCs來源的外泌體在腫瘤的治療中也表現(xiàn)出雙重作用,外泌體作為藥物、mRNA、miRNA的遞送載體進(jìn)行腫瘤治療,其靶向性和生物相容性具有巨大潛力,同時(shí)外泌體參與腫瘤進(jìn)展與抑制的未知分子機(jī)制、人工合成技術(shù)仍不成熟也成為外泌體靶向腫瘤治療不可忽視的問題[54,55]。
近年來,關(guān)于MSCs及MSCs來源的外泌體對(duì)腫瘤的作用一直是研究熱點(diǎn),一方面MSCs及其外泌體可以通過抑制與細(xì)胞增殖、周期、血管生成的基因的表達(dá),抑制腫瘤的生長(zhǎng)和進(jìn)展;另一方面MSCs通過旁分泌作用產(chǎn)生的miRNA和促腫瘤生成分子改變了與腫瘤生長(zhǎng)、血管生成及耐藥性相關(guān)的信號(hào)通路,促進(jìn)腫瘤進(jìn)展[56]。MSCs及其外泌體對(duì)腫瘤的雙重作用可能是由于多種因素調(diào)節(jié)的,如細(xì)胞來源、培養(yǎng)條件及MSCs與腫瘤細(xì)胞間的相互串?dāng)_。盡管MSCs及其外泌體在腫瘤治療中存在爭(zhēng)議,但是科學(xué)家們利用MSCs移植前預(yù)編輯或者修飾靶向治療腫瘤、利用外泌體與抗腫瘤藥物聯(lián)合治療作為腫瘤靶向治療的理想載體,克服了一些障礙[34,56]。今后,在MSCs及其外泌體用于靶向腫瘤治療的過程中,應(yīng)關(guān)注MSCs及其外泌體的注射時(shí)機(jī)、給藥途徑、細(xì)胞類型及特性,同時(shí)還應(yīng)確定有關(guān)治療方案的黃金標(biāo)準(zhǔn),從而為腫瘤的靶向治療提供新策略[56-58]。