費(fèi) 凡，王雨萌，韓 冰

口腔鱗狀細(xì)胞癌(oral squamous carcinoma cancer，OSCC)是頭頸部最常見(jiàn)的惡性腫瘤[1]。OSCC患者由于缺乏對(duì)該疾病的認(rèn)識(shí)以及患者自身經(jīng)濟(jì)、心理等因素的影響，多數(shù)患者就診時(shí)已為晚期，超過(guò)50%的OSCC患者出現(xiàn)頸淋巴結(jié)轉(zhuǎn)移，這是導(dǎo)致OSCC患者預(yù)后不良的最常見(jiàn)因素之一[2-3]。未發(fā)生區(qū)域性淋巴結(jié)轉(zhuǎn)移的OSCC患者其五年生存率大約為80%；但當(dāng)涉及頸淋巴結(jié)轉(zhuǎn)移時(shí)，五年生存率降至40%；而出現(xiàn)遠(yuǎn)處轉(zhuǎn)移者生存率則低至20%[4]。因此，提高OSCC患者生存率及改善預(yù)后的關(guān)鍵在于疾病的早期診斷和治療。

外泌體(exosome)是由多種類(lèi)型的細(xì)胞分泌的一種具有脂質(zhì)雙層膜結(jié)構(gòu)的細(xì)胞外囊泡，具有其源細(xì)胞的生物學(xué)特性，其內(nèi)容物主要包括蛋白質(zhì)、DNA片段、RNA、細(xì)胞因子等，外泌體參與許多重要的生理病理過(guò)程，包括重塑腫瘤微環(huán)境(tumor microenvironment，TME)、調(diào)節(jié)免疫細(xì)胞功能、促進(jìn)腫瘤發(fā)生發(fā)展及轉(zhuǎn)移等多個(gè)方面。此外，腫瘤細(xì)胞衍生的外泌體內(nèi)含的特異性成分使其在腫瘤生物標(biāo)志物方面也有應(yīng)用潛力。本文對(duì)外泌體在OSCC的發(fā)生發(fā)展、侵襲轉(zhuǎn)移及化療耐藥等方面的研究進(jìn)展進(jìn)行綜述。

1 外泌體概述

外泌體是被脂質(zhì)雙層包裹的納米級(jí)細(xì)胞外囊泡，直徑范圍為40～100 nm，它們?cè)谕淌蓛?nèi)體后形成攜帶腔內(nèi)囊泡的多囊泡體。外泌體可由不同類(lèi)型的細(xì)胞釋放，例如腸上皮細(xì)胞、成纖維細(xì)胞、造血細(xì)胞、脂肪細(xì)胞，最重要的是腫瘤細(xì)胞。一經(jīng)釋放后，外泌體可與靶細(xì)胞的質(zhì)膜融合在一起，從而將內(nèi)容物釋放到細(xì)胞質(zhì)內(nèi)或成為內(nèi)體并遵循內(nèi)吞途徑，在靶向細(xì)胞的基礎(chǔ)上，外泌體可通過(guò)巨胞飲作用、受體介導(dǎo)的內(nèi)吞作用或吞噬作用穿過(guò)細(xì)胞質(zhì)膜，從而進(jìn)行細(xì)胞間的膜物質(zhì)交換、細(xì)胞間通信、傳遞細(xì)胞信號(hào)、改變基因的表達(dá)以及調(diào)控靶細(xì)胞的整體功能[5]。研究證實(shí)，外泌體可以將蛋白質(zhì)、DNA、mRNA以及非編碼RNA等生物活性分子在細(xì)胞間傳遞，在腫瘤的發(fā)生發(fā)展、侵襲、轉(zhuǎn)移及耐藥中發(fā)揮作用[6]。由于外泌體是由內(nèi)體形成的，所以轉(zhuǎn)運(yùn)膜受體、熱休克蛋白、磷脂酶、核酸、脂質(zhì)以及源自起源細(xì)胞的蛋白質(zhì)，這些特征使這些納米顆粒在腫瘤診斷時(shí)成為極好的生物標(biāo)志物。此外，外泌體可以作為信號(hào)通路，直接改變腫瘤細(xì)胞的侵襲能力，并啟動(dòng)上皮間充質(zhì)轉(zhuǎn)化(epithelial-mesenchymal transition, EMT)，也可以改變周?chē)瓦h(yuǎn)處非腫瘤細(xì)胞的生理狀態(tài)，使腫瘤細(xì)胞得以傳播。循環(huán)腫瘤來(lái)源的外泌體可通過(guò)轉(zhuǎn)運(yùn)促進(jìn)侵襲轉(zhuǎn)移的蛋白質(zhì)和miRNA來(lái)影響細(xì)胞信號(hào)傳導(dǎo)和腫瘤微環(huán)境[7]。

2 外泌體與OSCC的發(fā)生發(fā)展

機(jī)體細(xì)胞分泌的外泌體可以攜帶各種分子，其中一些成分具有致癌作用，例如腫瘤蛋白、致癌轉(zhuǎn)錄因子、致癌miRNAs等，這些分子進(jìn)入受體細(xì)胞后能夠啟動(dòng)腫瘤的發(fā)生。同時(shí)腫瘤細(xì)胞又能分泌大量的外泌體，這些外泌體通過(guò)自分泌或旁分泌方式轉(zhuǎn)運(yùn)維持腫瘤生長(zhǎng)所需的因子，介導(dǎo)腫瘤與周?chē)|(zhì)組織之間的溝通，促進(jìn)血管生成和細(xì)胞增殖相關(guān)通路的活化以及轉(zhuǎn)移前生態(tài)位的形成，從而最終促進(jìn)腫瘤的進(jìn)展[8-10]。研究發(fā)現(xiàn)，OSCC細(xì)胞能夠通過(guò)自身外泌體的分泌和攝取促進(jìn)腫瘤的進(jìn)展，該過(guò)程受到肝素的調(diào)控。硫酸肝素蛋白聚糖(heparin sulfate proteoglycans,HSPGs)是腫瘤細(xì)胞來(lái)源外泌體的膜受體，而肝素是依賴(lài)于HSPGs共受體的細(xì)胞表面受體的競(jìng)爭(zhēng)性抑制劑，在肝素的存在下，OSCC細(xì)胞對(duì)外泌體的攝取受到抑制，從而阻止腫瘤的進(jìn)展[11]。Razzo[12]的研究證實(shí)，單次靜脈注射腫瘤來(lái)源的外泌體足以使攜帶OSCC癌前病變的小鼠腫瘤進(jìn)展加速，同時(shí)減少免疫細(xì)胞向腫瘤的遷移。

2.1 外泌體參與腫瘤微環(huán)境形成

OSCC具有由多種腫瘤細(xì)胞和多種基質(zhì)細(xì)胞(如成纖維細(xì)胞、內(nèi)皮細(xì)胞、周細(xì)胞、免疫細(xì)胞等)組成的復(fù)雜微環(huán)境[13]。腫瘤細(xì)胞與腫瘤微環(huán)境組分之間的主要通信方式是通過(guò)分泌外泌體來(lái)實(shí)現(xiàn)的[14]。Jiang等[15]發(fā)現(xiàn)OSCC細(xì)胞能向鄰近的正常成纖維細(xì)胞分泌含有p-ERK1/2的外泌體，直接激活ERK1/2信號(hào)通路并下調(diào)小窩蛋白(caveolin-1, CAV1)的表達(dá)，上調(diào)正常成纖維細(xì)胞中MCT4/PDK1的表達(dá)。這種調(diào)節(jié)在體內(nèi)和體外都有發(fā)生，正因?yàn)槿绱?，成纖維細(xì)胞分泌更多的乳酸，OSCC細(xì)胞攝取它們產(chǎn)生的乳酸，從而激活腫瘤細(xì)胞和活化的成纖維細(xì)胞之間的MCT4/MCT1軸，最終為腫瘤細(xì)胞的生長(zhǎng)和繁殖提供更多的能量。腫瘤相關(guān)成纖維細(xì)胞(cancer-associated fibroblast, CAF)是TME重要的組成部分，與OSCC的進(jìn)展關(guān)系密切[16]。Chen等[17]將腫瘤干細(xì)胞來(lái)源的外泌體(cancer stem cell-derived extracellular vesicles, CSC-EVs)和人正常牙齦成纖維細(xì)胞(normal gingival fibroblasts, NGFs)共培養(yǎng)，發(fā)現(xiàn)NGFs表達(dá)了明顯高水平的CAF標(biāo)志物，即α-平滑肌肌動(dòng)蛋白和波形蛋白。此外，CSC-EVs轉(zhuǎn)化的NGFs向培養(yǎng)基中分泌了大量的TGF-β1。由此得出，CSC-EVs促進(jìn)NGFs向CAF轉(zhuǎn)化，進(jìn)一步研究觀(guān)察到與親代細(xì)胞相比，在與CAF共培養(yǎng)后，CAL27和SCC-15細(xì)胞生成腫瘤球的能力增強(qiáng)。Li等[18]研究發(fā)現(xiàn)OSCC中的CAF衍生外泌體中的miR-34a-5通過(guò)AKT/GSK-3β/β-catenin信號(hào)級(jí)聯(lián)通路促進(jìn)OSCC細(xì)胞的增殖和轉(zhuǎn)移。

2.2 外泌體促進(jìn)血管生成

腫瘤的生長(zhǎng)離不開(kāi)對(duì)氧和營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)的吸收，細(xì)胞代謝廢物的清除，而這些過(guò)程主要依賴(lài)于血管的構(gòu)建[19]。因此血管的生成過(guò)程是腫瘤進(jìn)展和轉(zhuǎn)移擴(kuò)散的基礎(chǔ)，許多腫瘤細(xì)胞分泌的外泌體通過(guò)向TME中的基質(zhì)細(xì)胞傳遞功能性microRNA和蛋白質(zhì)來(lái)促進(jìn)腫瘤血管生成[20]。de Andrade等[21]通過(guò)聚合物沉淀法和功能測(cè)定證明OSCC細(xì)胞分泌的外泌體可顯著誘導(dǎo)人臍靜脈內(nèi)皮細(xì)胞(human umbilical vein endothelial cells，HUVEC)的遷移和血管生成。Wang等[22]在OSCC細(xì)胞系CAL27分泌的外泌體中檢測(cè)到miR-210-3p，并能夠?qū)iR-210-3p轉(zhuǎn)移到HUVEC中，提高了HUVEC中miR-210-3p的表達(dá)水平，通過(guò)激活PI3K/AKT信號(hào)通路促進(jìn)血管形成。Dickman等[23]研究顯示OSCC細(xì)胞分泌的miR-142-3p通過(guò)消除miRNA腫瘤抑制作用來(lái)促進(jìn)腫瘤細(xì)胞生長(zhǎng)，外泌體還通過(guò)將miR-142-3p釋放到微環(huán)境中來(lái)促進(jìn)腫瘤血管生成。

3 外泌體與OSCC的侵襲轉(zhuǎn)移

3.1 外泌體誘導(dǎo)EMT

腫瘤細(xì)胞局部的侵襲及遠(yuǎn)處的轉(zhuǎn)移都被認(rèn)為與EMT有關(guān)[24]。腫瘤細(xì)胞周?chē)】瞪掀ぜ?xì)胞內(nèi)化細(xì)胞外囊泡導(dǎo)致EMT，將正常細(xì)胞轉(zhuǎn)變?yōu)榧忓N形細(xì)胞，促進(jìn)腫瘤環(huán)境內(nèi)細(xì)胞的遷移和侵襲[25]。CAF在腫瘤的惡性進(jìn)展中發(fā)揮著重要的作用，包括促進(jìn)EMT和上皮間充質(zhì)轉(zhuǎn)化轉(zhuǎn)移[26]。Sun等[27]證明CAF來(lái)源的外泌體將miR-382-5p轉(zhuǎn)運(yùn)至OSCC細(xì)胞，促進(jìn)了腫瘤細(xì)胞的遷移和侵襲。Li等[28]發(fā)現(xiàn)，缺氧微環(huán)境刺激OSCC細(xì)胞產(chǎn)生富含miR-21的外泌體，這些富含miR-21的腫瘤細(xì)胞來(lái)源的外泌體可分布到常氧區(qū)域，進(jìn)一步研究發(fā)現(xiàn)，miR-21的過(guò)表達(dá)顯著增加了波形蛋白和SNAIL的表達(dá)并下調(diào)了E-鈣粘著蛋白的表達(dá)，誘導(dǎo)EMT發(fā)生，最終促進(jìn)了體外OSCC細(xì)胞遷移和侵襲，并在異種移植小鼠模型中誘導(dǎo)腫瘤生長(zhǎng)和轉(zhuǎn)移。OSCC細(xì)胞中含有EGFR的外泌體能夠?qū)⒄Ｉ掀ぜ?xì)胞以旁分泌方式轉(zhuǎn)化為間充質(zhì)表型[29]。近期有研究者發(fā)現(xiàn)，一種新的長(zhǎng)鏈非編碼RNA TIRY在CAF來(lái)源的外泌體中過(guò)表達(dá)時(shí)激活了Wnt/β-catenin信號(hào)通路，下調(diào)miR-14的表達(dá)，使EMT標(biāo)志物表達(dá)增加，包括轉(zhuǎn)錄因子(SNAIL和FOXC2)和細(xì)胞骨架蛋白(α-SMA、β-catenin和FSP1)從而增強(qiáng)OSCC的侵襲和轉(zhuǎn)移[30]。

3.2 外泌體與免疫抑制

腫瘤相關(guān)巨噬細(xì)胞(tumor-associated macrophages，TAM)促進(jìn)腫瘤的進(jìn)展和轉(zhuǎn)移，并與不良預(yù)后相關(guān)。TAM是腫瘤炎癥微環(huán)境的關(guān)鍵驅(qū)動(dòng)因素，有助于腫瘤細(xì)胞的存活和侵襲，誘導(dǎo)血管生成和阻斷抗腫瘤免疫反應(yīng)[31]。Cai等[32]通過(guò)OSCC細(xì)胞衍生的外泌體與巨噬細(xì)胞共培養(yǎng)實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)，來(lái)源于OSCC細(xì)胞的外泌體將miR-29a-3p傳遞到巨噬細(xì)胞，誘導(dǎo)巨噬細(xì)胞向與腫瘤形成相關(guān)的M2亞型極化，共培養(yǎng)的培養(yǎng)基促進(jìn)SCC-9和CAL-27細(xì)胞的增殖和侵襲。進(jìn)一步研究發(fā)現(xiàn)，外泌體包裹的miR-29a-3p介導(dǎo)巨噬細(xì)胞極化的機(jī)制是促進(jìn)了巨噬細(xì)胞中細(xì)胞因子信號(hào)抑制因子1(suppressor of cytokine signaling 1，SOCS1)和轉(zhuǎn)錄激活因子6(signal transduction and transcriptional activator 6，STAT6)信號(hào)通路的活化。M2型巨噬細(xì)胞產(chǎn)生白細(xì)胞介素-10和精氨酸酶-1等免疫抑制性細(xì)胞因子來(lái)阻斷抗腫瘤免疫，并在許多癌癥如胰腺癌和OSCC中表達(dá)高水平的程序性死亡配體1(programmed death ligand 1，PD-L1)，從而觸發(fā)T細(xì)胞的檢查點(diǎn)阻斷并對(duì)腫瘤細(xì)胞產(chǎn)生免疫抑制作用[33-35]。Pang等[36]研究發(fā)現(xiàn)，OSCC細(xì)胞分泌的外泌體將CMTM6轉(zhuǎn)運(yùn)至巨噬細(xì)胞，并通過(guò)激活ERK1/2信號(hào)通路誘導(dǎo)M2樣巨噬細(xì)胞極化，促進(jìn)OSCC的侵襲及轉(zhuǎn)移。有報(bào)道稱(chēng)，OSCC的血漿外泌體通過(guò)下調(diào)NK細(xì)胞中NKG2D的表達(dá)而抑制免疫系統(tǒng)。在活動(dòng)性疾病患者中，血漿外泌體通過(guò)增加CD8+T細(xì)胞的凋亡，抑制CD4+T細(xì)胞的增殖，促進(jìn)Treg細(xì)胞的產(chǎn)生，更有效地建立免疫抑制微環(huán)境[37]。這些發(fā)現(xiàn)表明來(lái)自O(shè)SCC的外泌體可能通過(guò)抑制免疫細(xì)胞的抗腫瘤作用參與了OSCC的侵襲。

4 外泌體與OSCC的預(yù)后

由于OSCC早期檢測(cè)的困難，大多數(shù)患者在就診時(shí)已有頸部淋巴結(jié)或遠(yuǎn)處轉(zhuǎn)移。早期發(fā)現(xiàn)及治療對(duì)于降低死亡率和改善預(yù)后至關(guān)重要，因此，對(duì)于OSCC診斷和預(yù)后的生物標(biāo)志物的早期檢測(cè)需求很高。Rabinowits[38]對(duì)舌鱗狀細(xì)胞癌患者的良、惡性組織和血漿中microRNA的表達(dá)進(jìn)行了比較分析，在總共359個(gè)miRNA中，有16個(gè)在成對(duì)腫瘤和良性組織中差異表達(dá)。研究者發(fā)現(xiàn)，OSCC患者的循環(huán)外泌體miR-21的水平與T分期及淋巴結(jié)轉(zhuǎn)移密切相關(guān)[28]。Wang等[39]發(fā)現(xiàn)層粘連蛋白-332在有淋巴結(jié)轉(zhuǎn)移的OSCC患者血漿外泌體中高表達(dá)。Luo等[40]的研究顯示循環(huán)外泌體circ_0000199的高表達(dá)與咀嚼檳榔、腫瘤大小、淋巴結(jié)轉(zhuǎn)移和TNM分期顯著相關(guān)，此外高水平外泌體circ_0000199患者的腫瘤復(fù)發(fā)率及死亡率均高于低水平外泌體circ_0000199患者。綜上所述，外泌體在OSCC的早期診斷方面具有極大的應(yīng)用潛力，并且可能成為OSCC的生物標(biāo)志物。

5 外泌體與OSCC化療耐藥

化學(xué)療法是OSCC常見(jiàn)的治療方法，為癌癥晚期患者帶來(lái)許多益處，包括腫瘤的縮小、遠(yuǎn)處轉(zhuǎn)移的減少以及預(yù)后的改善[41]。許多研究表明外泌體在腫瘤耐藥性形成中發(fā)揮重要作用。順鉑是治療OSCC患者的一線(xiàn)化療藥物，但目前順鉑的耐藥仍然是影響其臨床療效及應(yīng)用的主要障礙[42]。Kulkarni[43]通過(guò)體外實(shí)驗(yàn)觀(guān)察到順鉑耐藥的OSCC細(xì)胞中miR-30a表達(dá)較順鉑敏感細(xì)胞下降，進(jìn)一步研究發(fā)現(xiàn)外泌體介導(dǎo)的miR-30a在順鉑耐藥的OSCC細(xì)胞中通過(guò)Beclin1降低自噬反應(yīng)，同時(shí)抑制Bcl2促進(jìn)細(xì)胞凋亡，從而恢復(fù)OSCC細(xì)胞順鉑敏感性。Liu等[44]研究發(fā)現(xiàn)，源自順鉑耐藥OSCC細(xì)胞的外泌體可以將miR-21轉(zhuǎn)移至OSCC親代細(xì)胞，并通過(guò)靶向磷酸酶和張力蛋白同源物(phosphatase and tensin homolog，PTEN)以及程序性細(xì)胞死亡4(programmed cell death 4，PDCD4)增強(qiáng)了順鉑的化療耐藥性并降低了DNA損傷信號(hào)。Wang等[45]研究發(fā)現(xiàn)過(guò)表達(dá)鋅指蛋白反義鏈-1(zinc finger antisense 1，ZFAS1)可以抑制OSCC細(xì)胞對(duì)順鉑的敏感性，促進(jìn)OSCC細(xì)胞生長(zhǎng)，進(jìn)一步從順鉑敏感和順鉑耐藥的OSCC患者血清中提取外泌體進(jìn)行實(shí)時(shí)熒光定量多聚酶鏈?zhǔn)椒磻?yīng)(quantitative real-time polymerase chain reaction，qRT-PCR)，研究結(jié)果顯示順鉑耐藥OSCC患者的血清外泌體中ZFAS1上調(diào)。

6 總結(jié)與展望

外泌體參與了OSCC的發(fā)生發(fā)展、侵襲轉(zhuǎn)移、化療耐藥等多個(gè)方面，由于其內(nèi)包含不同的成分，能夠反映來(lái)源細(xì)胞的某些特性，故可用作OSCC的潛在生物標(biāo)志物。目前關(guān)于外泌體的檢測(cè)標(biāo)準(zhǔn)和分離方法尚未完全統(tǒng)一，外泌體的生物安全性也是有待解決的問(wèn)題。這方面的進(jìn)一步研究，如臨床研究或大型動(dòng)物模型研究仍然需要證明外泌體在治療中的安全性，尤其是從腫瘤細(xì)胞中分泌的外泌體。盡管面臨著巨大的挑戰(zhàn)和困難，外泌體仍然在OSCC治療和早期診斷中富有巨大的潛力，需進(jìn)一步更全面地研究外泌體調(diào)控OSCC發(fā)生發(fā)展的內(nèi)在機(jī)制，以期為OSCC的治療提供機(jī)會(huì)。