舒 密

（湖南醫(yī)藥學(xué)院第一附屬醫(yī)院消化內(nèi)科，湖南 懷化 418000）

隨著生活水平及飲食結(jié)構(gòu)的不斷提高，結(jié)直腸癌（colorectal cancer，CRC)的發(fā)生率、死亡率在不斷提高。我國2017 年的《中國大腸癌流行病學(xué)及預(yù)防和篩查白皮書》顯示，CRC 在惡性腫瘤中的發(fā)病率排名第3，死亡率排名第5[1]。診斷和治療結(jié)直腸癌的技術(shù)方法呈現(xiàn)多元化，但由于CRC 的早期癥狀不典型，多數(shù)確診為癌時已處于中晚期，極大程度降低了患者的生存幾率和生活質(zhì)量，雖在診斷和治療CRC 等方面已取得了進展，但CRC 尤其是出現(xiàn)轉(zhuǎn)移和復(fù)發(fā)的CRC 患者的5 年總生存率仍較低，因此，早發(fā)現(xiàn)、早診斷、早治療對于改善患者的預(yù)后尤為重要[2]，從分子學(xué)角度研究結(jié)直腸癌的發(fā)生發(fā)展過程，探索出能夠早期診斷和治療結(jié)直腸癌的方法是近幾年關(guān)注的焦點。外泌體（Exosomes）能將內(nèi)含的脂質(zhì)、mRNA 和microRNAs（miRNAs）等特異生物活性分子運送至相應(yīng)的靶細胞，進而介導(dǎo)細胞間物質(zhì)轉(zhuǎn)導(dǎo)和信息交流。其中，血清外泌體的miRNAs 富集存在并穩(wěn)定性強，外泌體中的miRNAs 異常表達與腫瘤的發(fā)生、侵襲、轉(zhuǎn)移及預(yù)后極大相關(guān)，被認為是一種具有重要價值的新的診斷標志物，可用于腫瘤的診斷和治療[3，4]。因其在體內(nèi)具有廣泛性以及研究對象的獲取便捷，目前已作為一種新型的研究熱點，以期成為診治各種疾病潛在的高效途徑。因此，本文就血清外泌體中的miRNAs 與結(jié)直腸癌的相關(guān)性的最新研究進展做一簡要綜述。

1 外泌體和miRNAs 的生物學(xué)特征和功能

1.1 外泌體的生物學(xué)特征和功能 來源于細胞內(nèi)體的外泌體，最初被發(fā)現(xiàn)時研究者認為其為一種細胞的廢棄物。但近幾年，研究者發(fā)現(xiàn)在這些微小膜泡中含有很多細胞特異性的蛋白、核酸和脂質(zhì)、miRNAs、mRNA、糖類等物質(zhì)，這些物質(zhì)可作為信號分子把信息傳遞至其他細胞，參與細胞間信號的傳導(dǎo)和物質(zhì)交換過程，進而改變或影響其他細胞的生物學(xué)功能[5]。其中最值得注意的是，外泌體可通過受體細胞的內(nèi)化作用把生物活性分子傳遞至受體細胞，從而參與細胞間信號傳導(dǎo)過程[6-8]，進一步調(diào)節(jié)機體的免疫應(yīng)答、細胞分化、腫瘤的發(fā)生發(fā)展、增殖、侵襲、遷移等生物學(xué)過程，并與腫瘤的微環(huán)境形成有關(guān)[9-11]。不同細胞中分泌的外泌體的組成成分和功能具有特異性，且具有脂質(zhì)雙層膜結(jié)構(gòu)，可使被其包裹的物質(zhì)穩(wěn)定存在，且能靶向特定細胞或組織，因此，其可能成為一種高效的靶向給藥途徑。

1.2 miRNAs 的生物學(xué)特征和功能 miRNAs 是一種長度為21～25 個核苷酸組成的內(nèi)源的單鏈的非蛋白編碼的RNA，其可通過與靶區(qū)的mRNA 的3’UTR 進行互補并結(jié)合，然后在轉(zhuǎn)錄后水平上調(diào)控基因的表達，從而抑制mRNA 的翻譯過程或其可與RNA 誘導(dǎo)的沉默復(fù)合物（RNA-induced silencing complex，RISC）進行結(jié)合從而促使RNA 的降解，也可抑制翻譯的過程導(dǎo)致某些基因沉默，影響蛋白質(zhì)表達和功能[12-15]。

2 miRNAs 介導(dǎo)腫瘤的發(fā)生和進展過程

研究顯示，miRNAs 的失調(diào)與腫瘤的發(fā)生發(fā)展密切相關(guān)，其在各種體液中穩(wěn)定存在，可作為致癌基因或抑癌基因在腫瘤中起作用。膀胱癌中miR-223-5p 表達下調(diào)，通過直接調(diào)控其靶基因ANLN的表達，起著抑癌基因的作用，抑制腫瘤的生長、增殖等過程[16]，使之成為了膀胱癌發(fā)生發(fā)展過程中的重要介質(zhì)。miR-148a 在宮頸癌中表達顯著上調(diào)，而miR-143 在宮頸癌中表達顯著下調(diào)[17]。因此，這些特異性的miRNAs 可能是診斷某些腫瘤的特異性生物指標。

腫瘤細胞的不斷增殖、遷移、侵襲是腫瘤復(fù)發(fā)和轉(zhuǎn)移的關(guān)鍵部分，而腫瘤細胞的遠處轉(zhuǎn)移又是造成腫瘤患者預(yù)后不良和死亡的重要原因。研究顯示，miR-223-3p 在乳腺癌中表達下調(diào)，其通過靶向并抑制ECT2 的表達，可抑制乳腺癌細胞的侵襲和遷移和復(fù)發(fā)，并促進細胞凋亡，miR-223-3p在乳腺癌中起保護作用，進一步通過CCK8 實驗證實miR-223-3p 的過表達或ECT2 表達的抑制可抑制乳腺癌細胞活力的增強并促進細胞凋亡，并通過Scratch 和transwell 實驗證實miR-223-3p 的過表達和ECT2 基因表達的抑制可抑制細胞遷移和侵襲[18]，以上研究結(jié)果為乳腺癌的分子靶向治療研究提供了理論基礎(chǔ)和新途徑，說明了miRNAs 可通過影響腫瘤生長的微環(huán)境，繼而介導(dǎo)腫瘤的發(fā)生發(fā)展的過程。

3 外泌體源性的miRNAs 參與調(diào)控腫瘤發(fā)生發(fā)展的機制

由于外泌體miRNAs 以穩(wěn)定形式存在，因此其如何介導(dǎo)腫瘤的發(fā)生發(fā)展過程的研究是近幾年從分子生物學(xué)角度探索腫瘤發(fā)病機制的重要方面。浸潤性乳腺癌患者血清外泌體中miR-223-3p 的表達明顯升高，通過分析miR-223-3p 的表達水平與乳腺癌患者的臨床病理的特征關(guān)系，結(jié)果顯示其表達水平與腫瘤患者的組織學(xué)類型，pT 分期，pN 分期，病理分期呈顯著相關(guān)，故可能外泌體源性的miR-223-3p 為乳腺癌患者的特異性指標[19]。外泌體中hsa-miR199a-3p 的表達在神經(jīng)母細胞瘤中的表達增加，且與患者的嚴重程度相關(guān)，體內(nèi)體外實驗顯示hsa-miR199a-3p 作為促癌基因通過調(diào)控NEDD4 表達促進腫瘤增殖和遷移，且可導(dǎo)致預(yù)后不良，初步探索出了神經(jīng)母細胞瘤發(fā)生和發(fā)展的新分子機制，同時表明外泌體hsa-miR199a-3p 可作為一種快速、簡便且無創(chuàng)的檢測生物標志物，也為探索神經(jīng)母細胞瘤治療提供新策略[20]。肝細胞癌外泌體中miR-451a 是下調(diào)的，外泌體中miR-451a 可誘導(dǎo)肝細胞癌細胞和內(nèi)皮細胞凋亡而起腫瘤抑制作用，同時，體內(nèi)體外實驗研究均顯示miR-451a 可抑制肝細胞癌細胞生長和腫瘤血管的生成，miR-451a 功能障礙與肝細胞癌相關(guān)的內(nèi)皮細胞的形成和血管通透性有關(guān)，此外miR-451a 還可通過抑制與細胞內(nèi)信號傳導(dǎo)途徑相關(guān)的靶基因發(fā)揮功能，進一步研究顯示miR-451a 的功能與體內(nèi)脂質(zhì)代謝因子LPIN1 有關(guān)，起腫瘤抑制劑的作用，這可能證實miR-451a 是肝細胞癌診斷和基因治療的潛在靶標，為肝細胞癌的機制研究提供新的思路[21]。此外還有研究顯示血清外泌體中得miR-224 在肝癌細胞中表達上調(diào)，通過直接調(diào)控其靶基因GNMT 促進肝癌細胞的發(fā)生發(fā)展過程，進一步觀察外泌體源性的miR-224 與患者的臨床特征的關(guān)系，結(jié)果顯示外泌體miR-224 的表達水平與腫瘤的大小和分期呈正相關(guān)，這可用作肝細胞癌診治的生物標志物和判斷患者預(yù)后的生物因子[22]。以上研究結(jié)果進一步證明了外泌體miRNAs介導(dǎo)腫瘤發(fā)生發(fā)展過程。

4 外泌體源性的miRNAs 介導(dǎo)結(jié)直腸癌進展的調(diào)控機制

4.1 介導(dǎo)發(fā)生發(fā)展過程 外泌體源性的miRNAs 是攜帶遺傳信息的，且不同腫瘤細胞分泌的外泌體攜帶的遺傳信息是不同的。Karimi N 等[23]檢測了25 例CRC 患者和13 例與之年齡、性別相匹配的無CRC 的正常人的血清外泌體miRNAs 的表達情況，結(jié)果顯示與正常對照組相比，結(jié)直腸癌患者的血清外泌體中miR-301a 和miR-23a 高表達，這為進一步研究miR-301a 和miR-23a 在CRC 形成中的作用提供了基礎(chǔ)以及將它們作為CRC 早期檢測的潛在非侵入性生物學(xué)指標提供了證據(jù)。Hu HY等[24]研究顯示，與健康組相比，血清外泌體中的miR-1229 在原發(fā)性CRC 患者的血清外泌體中顯著升高，但腫瘤術(shù)后其表達水平下調(diào)，進一步分析血清外泌體中的miR-1229 與CRC 患者臨床病理特征的關(guān)系，結(jié)果顯示高表達的外泌體源性的miR-1229 與CRC 患者的腫瘤大小，淋巴轉(zhuǎn)移和TMN 分期顯著相關(guān)，通過Kaplan-Meier 分析顯示高表達的miR-1229 患者的總體生存率較差；通過生物信息數(shù)據(jù)庫和熒光素酶報告基因分析結(jié)果顯示外泌體源性的miR-1229 通過抑制其靶基因HIPK2 蛋白的表達進而激活VEGFA，VEGFR1 和p-AKT 途徑從而促進人臍靜脈內(nèi)皮細胞的血管生成，最終影響腫瘤的發(fā)生發(fā)展過程，這提示外泌體源性的miR-1229 可能是CRC 潛在的新型生物標志物和治療靶點。Zhao YJ 等[25]研究顯示，與健康對照組相比，CRC 患者的血清外泌體中的miR-99b-5p 和miR-150-5p 顯著下調(diào)，通過比較術(shù)前和術(shù)后患者的miR-99b-5p 和miR-150-5p 表達水平，結(jié)果顯示術(shù)后miR-99b-5p 和miR-150-5p 的表達水平顯著增加，這被認為是CRC 診斷潛在的臨床診斷生物標志物。因此，分析腫瘤患者血清中外泌體源性的miRNAs 介導(dǎo)結(jié)直腸癌發(fā)生發(fā)展過程，這可能為結(jié)直腸癌的早期診斷提供生物學(xué)指標。

4.2 介導(dǎo)增殖、轉(zhuǎn)移過程 外泌體miRNAs 介導(dǎo)結(jié)直腸癌的增殖、入侵、轉(zhuǎn)移等過程是目前關(guān)于結(jié)直腸癌進展機制的研究關(guān)注點。有研究者發(fā)現(xiàn)血清外泌體miR-548c-5p 在CRC 中的表達水平較健康對照組中的表達水平明顯下調(diào)[26]，隨后該團隊又研究發(fā)現(xiàn)血清外泌體miR-548c-5p 可抑制癌細胞的增殖，其表達水平的降低在晚期和出現(xiàn)轉(zhuǎn)移的患者中趨勢更明顯[27]。此外，有研究顯示[28]，血清外泌體中miRNAs 的表達水平與CRC 患者的腫瘤臨床進展程度相關(guān)，與健康對照相比，CRC 患者的血清外泌體中miR-6803-5p 顯著增加，且其表達水平與患者的分期，淋巴結(jié)轉(zhuǎn)移、肝轉(zhuǎn)移呈正相關(guān)。CRC患者的血清外泌體中miR-6869-5p 表達下調(diào)，它通過miR-6869-5p-TLR4-NF-κB 信號軸對細胞增殖具有抑制作用，并促進細胞凋亡，可作為CRC中的腫瘤抑制因子發(fā)揮腫瘤抑制作用[29]。

4.3 介導(dǎo)治療、預(yù)后過程 外泌體源性的miRNAs在臨床上的應(yīng)用研究已經(jīng)涉及了對結(jié)直腸癌的治療和預(yù)后方面。有研究已證實外泌體源性的miRNAs 對結(jié)直腸癌患者藥物治療具有一定的影響力。Gu YY 等[30]研究顯示miR-19b 通過調(diào)控TIA1基因促進結(jié)直腸癌中的細胞增殖和遷移，進一步通過在sw480 細胞中過度或敲低miR-19b 的表達，觀察奧沙利鉑敏感性，結(jié)果顯示與對照組相比，miR-19b 模擬物抑制了奧沙利鉑敏感性，而miR-19b 抑制劑則促進了奧沙利鉑敏感性，說明外泌體源性的miR-19b 可抑制sw480 細胞對奧沙利鉑的敏感性，這為研究結(jié)直腸癌藥物治療耐藥性的研究提供新機制。外泌體源性的miRNAs 的表達水平與結(jié)直腸癌患者預(yù)后存在極大關(guān)系，Zou SL等[31]研究顯示結(jié)直腸癌患者血清外泌體源性的miR-150-5p 水平顯著降低，術(shù)后其表達水平明顯上調(diào)，通過分析miR-150-5p 與臨床病理特征的關(guān)系顯示血清外泌體miR-150-5p 的低表達與腫瘤分化差，出現(xiàn)淋巴結(jié)轉(zhuǎn)移和晚期TNM 分期密切相關(guān)，且血清外泌體miR-150-5p 對于結(jié)直腸癌的特異性、診斷的準確性均優(yōu)于CEA，與高表達的miR-150-5p 相比，低表達的miR-150-5p 患者的總生存期和無病生存期明顯更差，血清外泌體miR-150-5p 作為結(jié)直腸癌的治療和預(yù)后的生物標志物具有巨大潛力。由此可見將外泌體源性miRNAs 視為結(jié)直腸癌的治療和判斷預(yù)后的指標，是結(jié)直腸癌方面研究的一個新途徑。

5 總結(jié)與展望

近年來，外泌體和miRNAs 在腫瘤中的作用成為了科學(xué)家和臨床醫(yī)生的研究熱點。已有研究顯示腫瘤細胞來源的外泌體在腫瘤發(fā)生發(fā)展中起著關(guān)鍵作用，在早期診斷和治療中具有廣闊的應(yīng)用前景。外泌體所包裹的miRNAs 被視為作為一種無創(chuàng)性的新型診斷消化道腫瘤生物標志物正被研究者們關(guān)注，但目前為止外泌體在結(jié)直腸癌發(fā)生、增殖及侵襲等方面研究還處于早期階段，仍有很多問題需進一步探索，如外泌體miRNAs 在結(jié)直腸發(fā)生發(fā)展過程中具體調(diào)控機制尚不明確，還需深入研究。同時，外泌體miRNAs 在結(jié)直腸癌發(fā)生的不同階段的表達是否相同，早期是否可通過干預(yù)手段從而逆轉(zhuǎn)結(jié)直腸癌癌變過程目前也尚未明確。但初步研究已顯示外泌體miRNAs 在結(jié)直腸癌發(fā)生發(fā)展中的重要作用，故對其進行深入的研究是有必要的，這可能為結(jié)直腸癌的早期診治和判斷預(yù)后提供新的思路和科學(xué)理論基礎(chǔ)。