耿秀超， 李 強， 王 洪

(1)臺州學(xué)院 醫(yī)學(xué)院，浙江 臺州 318000；2)河北中醫(yī)學(xué)院 中西醫(yī)結(jié)合學(xué)院，石家莊 050200；3)河北省心腦血 管病中醫(yī)藥防治研究重點實驗室，石家莊 050091；4)河北中醫(yī)學(xué)院 針灸推拿學(xué)院， 石家莊 050200；5)河北大學(xué) 附屬醫(yī)院 神經(jīng)外科， 河北 保定 071000)

外泌體是由機體活細(xì)胞分泌的直徑為30～150 nm的細(xì)胞外磷脂雙層膜小囊泡。它起源于晚期核內(nèi)體并儲存在多囊泡小體(multivesicular bodies，MVBs)中，是目前研究最為透徹的細(xì)胞外囊泡(extracellular vesicle，EV)之一。外泌體可以作為封裝和轉(zhuǎn)移功能性分子的載體，包括蛋白質(zhì)、脂質(zhì)、代謝產(chǎn)物、DNA、信使RNA(messenger RNA，mRNA)、核糖體RNA、轉(zhuǎn)運RNA、微小RNA(microRNA，miRNA)、長鏈非編碼RNA(long non-coding RNA，lncRNA)和環(huán)狀RNA(circular RNA，circRNA)等[1]。研究證實，作為細(xì)胞間通訊的重要介質(zhì)，外泌體內(nèi)的“貨物”能從來源細(xì)胞傳遞到靶細(xì)胞，進而在腫瘤生成、進展和化療耐藥等多方面發(fā)揮重要作用[2, 3]，且由于人體絕大部分體液都含有外泌體，故其有望成為腫瘤早期診斷和預(yù)后的新型生物標(biāo)志物。

非編碼RNA(non coding RNA，ncRNA)占真核生物基因組總RNA的95%，對基因表達發(fā)揮重要調(diào)控作用，屬于功能基因組研究的熱點。circRNA作為非編碼RNA家族的重要成員，是以共價閉環(huán)結(jié)構(gòu)為基礎(chǔ)的單鏈RNA，無多聚腺苷酸尾和5′-與3′末端[4]，可抵抗核酸外切酶的降解，顯示出高度穩(wěn)定性、豐富性、組織階段和發(fā)育階段特異性以及物種保守性等特點[5]。研究發(fā)現(xiàn)，circRNA發(fā)揮的生物學(xué)功能主要體現(xiàn)在轉(zhuǎn)錄或轉(zhuǎn)錄后水平對基因表達的調(diào)控，其可通過調(diào)節(jié)親本基因的表達，充當(dāng)miRNA“海綿”[6]，充當(dāng)RNA結(jié)合蛋白(RNA-binding protein, RBP)“海綿”[7]或蛋白質(zhì)“支架”[8]，調(diào)控翻譯并影響蛋白質(zhì)表達[9]和翻譯成為蛋白質(zhì)或多肽[10]等方面功能發(fā)揮生物學(xué)作用。隨著研究逐漸增多，已證明其在腫瘤發(fā)生、增殖、侵襲、轉(zhuǎn)移、化療耐藥、放療抵抗、腫瘤免疫以及癌癥預(yù)后等諸多方面發(fā)揮重要的調(diào)控作用[11, 12]。

臨床上惡性腫瘤的治療多采用手術(shù)切除配合術(shù)后放化療。雖然初期療效顯著，但隨著化療耐藥的出現(xiàn)，已成為癌癥病程轉(zhuǎn)歸的巨大障礙。研究證實，表觀遺傳的改變、致癌基因的激活、抑癌基因的失活、腫瘤細(xì)胞的異質(zhì)性和凋亡控制機制的異常等因素是造成腫瘤耐藥的主要原因[13]。目前研究表明，circRNA可在介導(dǎo)腫瘤化療耐藥方面發(fā)揮關(guān)鍵作用[14]，而外泌體作為腫瘤細(xì)胞間或腫瘤細(xì)胞與基質(zhì)細(xì)胞間通信的重要介質(zhì)，可通過轉(zhuǎn)移circRNA發(fā)揮化療耐藥性傳遞的作用[15]。目前，通過外泌體傳遞circRNA介導(dǎo)腫瘤化療耐藥的研究處于學(xué)術(shù)研究的最前沿，具有重要的研究意義。故本文歸納整理外泌體傳遞circRNA、外泌體分選ncRNA“貨物”機制、circRNA介導(dǎo)腫瘤化療耐藥和外泌體傳遞circRNA介導(dǎo)腫瘤化療耐藥及其潛在的臨床應(yīng)用的最新研究進展，以期為腫瘤化療耐藥的研究提供參考。

1 外泌體作為傳遞環(huán)狀RNA的載體工具

1.1 外泌體中含有豐富的circRNA

外泌體可以封裝多種功能性“貨物”，包括蛋白質(zhì)、脂質(zhì)、DNA、mRNA和各種ncRNAs。黃勝林等[16]發(fā)現(xiàn)，外泌體中含有大量的circRNA，與來源細(xì)胞相比，外泌體中的含量更豐富且穩(wěn)定，尤其是腫瘤細(xì)胞來源的外泌體。與線性對應(yīng)轉(zhuǎn)錄本相比，circRNA更多的出現(xiàn)在外泌體中[17]。造成以上情況的原因可能有3種：首先，circRNA是共價閉合的環(huán)狀結(jié)構(gòu)，缺乏5′-3′末端，能夠抵抗核酸外切酶降解。與線性轉(zhuǎn)錄本相比，circRNA更穩(wěn)定，雖然產(chǎn)生效率相對較低，但是有相對較長的半衰期，一般大于48 h，而線性RNA通常小于20 h[18]。雖然circRNA的產(chǎn)生效率相對較低，但由于其半衰期較長，其在細(xì)胞中的積累水平最終可高于線性RNA。其次，細(xì)胞通過釋放外泌體來清除細(xì)胞質(zhì)circRNA，這也導(dǎo)致circRNA在外泌體中容易富集[19]。最后，由于外泌體的納米磷脂雙層結(jié)構(gòu)發(fā)揮保護作用，可防止內(nèi)部“貨物”被進一步清除，遭受損傷或降解，這有助于延長circRNA循環(huán)半衰期和增強其豐度以及生物活性[20]。外泌體能通過將circRNA進行胞間傳遞，進而影響腫瘤細(xì)胞增殖、凋亡、轉(zhuǎn)移、以及化療耐藥等多種生理病理過程。

1.2 外泌體分選非編碼RNA“貨物”的機制

細(xì)胞外囊泡中包含的RNA“貨物”一定程度上取決于EV的生成情況和來源細(xì)胞中RNA的水平和類型[21]。外泌體作為細(xì)胞外囊泡的一種，其內(nèi)包裹的多種生物活性物質(zhì)也反映了來源細(xì)胞的類型和狀態(tài)，不同來源的外泌體可含有共同的“貨物”，來源于同一細(xì)胞外泌體中的“貨物”也可不同。通過高通量分析和實時熒光定量PCR(quantitative real-time reverse transcription-polymerase chain reaction, qRT-PCR)檢測外泌體中RNA，發(fā)現(xiàn)外泌體包含組織細(xì)胞特異性的RNA亞群[16]，并且外泌體和來源細(xì)胞中的RNA豐度存在差異。早在2014年，有研究發(fā)現(xiàn)，癌癥外泌體能獨立催化miRNA合成并促進腫瘤發(fā)生，在乳腺癌細(xì)胞外泌體中發(fā)現(xiàn)有miRNA前體，以及Dicer、 Argonaute 家族蛋白2(Argonaute 2, AGO2)和反式激活應(yīng)答RNA結(jié)合蛋白(TARRNAbinding proteins，TRBP)等miRNA成熟所必需的酶類，其可將miRNA前體加工成為成熟的miRNA，顯示出獨立于細(xì)胞的能力[22]。因此，這些RNA“貨物”進入外泌體是主動而非被動隨機過程，分選過程也存在特異性機制，但目前該機制仍然未完全清楚，值得深入研究。目前研究認(rèn)為，許多多囊泡小體上的RBPs可能在外泌體分選RNA中發(fā)揮作用，RBP可識別具有特定基序的RNA并將其分選裝載入外泌體，并保護它們不被降解。AGO蛋白被認(rèn)為是非編碼RNA的重要載體，可能參與ncRNA裝載入外泌體的過程。研究發(fā)現(xiàn)，KRAS-MEK-ERK通路促進了AGO2蛋白磷酸化，抑制AGO2蛋白和多囊泡小體的關(guān)聯(lián)以及分選進入外泌體，從而影響miRNA在外泌體中的分泌，表明AGO2可能是EV- miRNA的重要轉(zhuǎn)移機制[23]。另有研究表明，蘇素化的蛋白質(zhì)異質(zhì)核核糖核蛋白A2B1(heterogeneous nuclear ribonucleoprotein A2B1, hnRNPA2B1)能通過miRNA上的外泌體基序結(jié)合miRNA，控制其在外泌體的裝載。因此，通過誘導(dǎo)這些已識別的基序突變或改變hnRNPA2B1表達水平來調(diào)節(jié)miRNA在外泌體的裝載[24]。hnRNPA2B1也可在胞質(zhì)中與lncARSR結(jié)合并影響其在外泌體的裝載過程，二者的特異性結(jié)合依賴lncARSR在5′端的特異性序列[25]。故hnRNPA2B1可能是miRNA和lncRNA分選進入外泌體的關(guān)鍵參與者。有研究表明，Y-box結(jié)合蛋白作為一種RBP，可在HEK293 T細(xì)胞外泌體的miR-223分選過程中發(fā)揮重要作用[26]。近來有報道，ARF6-GTP可以和Exportin-5共同作用，使miRNA前體復(fù)合物到達腫瘤微囊泡生成的區(qū)域并將后者作為包含的“貨物”，是一種將miRNA運送到腫瘤微囊泡的新途徑[21]。一項關(guān)于circRNA分選進入外泌體的研究表明，這個過程部分地受到來源細(xì)胞中相關(guān)miRNA水平的調(diào)控[16]。最近研究發(fā)現(xiàn)，在2種類型的人血小板EV(微囊泡和外泌體)中，circRNA可被包裝和釋放，通過RT-qPCR檢測了14個circRNA的表達情況，比較了相應(yīng)的環(huán)狀和線性亞型表達水平，發(fā)現(xiàn)circAMD1、circDYRK1A與它們相應(yīng)的線性亞型相比，優(yōu)先釋放到微囊泡中，circFAM13B、circDYRK1A、circAMD1、circTMEM30與它們相應(yīng)的線性亞型相比，優(yōu)先釋放到外泌體中。相反，circASAP1與它們相應(yīng)的線性亞型相比，則優(yōu)先保留在血小板中。這些數(shù)據(jù)表明，circRNA可被選擇性地釋放到血小板來源的EV中，證明存在特定的分選機制[27]。

2 circRNA與腫瘤化療耐藥密切相關(guān)

藥物化療是治療腫瘤并阻斷其惡性進展的重要方法，然而在化療后期會產(chǎn)生耐藥，對治療效果產(chǎn)生較大障礙。眾多研究證實，circRNA的表達水平與惡性腫瘤的化療耐藥程度關(guān)系密切，具體見Table 1。

2.1 circRNA可增強腫瘤化療耐藥

部分circRNA在腫瘤化療耐藥的組織或細(xì)胞中表達上調(diào)，可發(fā)揮增強腫瘤化療耐藥性的作用。Hong等[28]研究發(fā)現(xiàn)，circ-CPA4在非小細(xì)胞肺癌細(xì)胞和癌組織中表達升高，其可作為let-7 miRNA的“海綿”作用于程序性死亡受體-配體1(programmed cell death-ligand 1, PD-L1)，促進癌細(xì)胞的生長、遷移、上皮間充質(zhì)轉(zhuǎn)化(epithelial- mesenchymal transition，EMT)和腫瘤干細(xì)胞性，增加對順鉑的耐藥性，并使腫瘤免疫微環(huán)境的CD8+T細(xì)胞失活，從而調(diào)控腫瘤的免疫逃避。對索拉非尼耐藥的肝細(xì)胞癌(hepatocellular carcinoma，HCC)細(xì)胞研究發(fā)現(xiàn)，circRNA-SORE表達上調(diào)，其通過吸附miR-103a-2-5p和miR-660-3p，激活Wnt/β-catenin信號通路，促進索拉非尼耐藥，為晚期HCC病人提供了新的治療靶點[29]。Su等[30]發(fā)現(xiàn)了一種在低氧狀態(tài)升高的circRNA，其與晚期膀胱癌的腫瘤分級和淋巴結(jié)轉(zhuǎn)移關(guān)系密切。缺氧升高的circELP3可有效促進膀胱癌細(xì)胞增殖和順鉑耐藥性，并抑制細(xì)胞凋亡，其可能通過靶向腫瘤干細(xì)胞(cancer stem cell，CSC)相關(guān)基因八聚體結(jié)合轉(zhuǎn)錄因子4重組蛋白(recombinant octamer binding transcription factor 4，OCT4)和性別決定區(qū)Y框蛋白2(sex determining region Y-box 2，SOX2)增強對順鉑的耐藥性。

2.2 circRNA可抑制腫瘤化療耐藥

部分circRNA在腫瘤化療耐藥的組織或細(xì)胞中表達下調(diào)，可發(fā)揮抑制腫瘤化療耐藥性的作用。Huang等[31]研究發(fā)現(xiàn)，circESRP1在順鉑耐藥的小細(xì)胞肺癌細(xì)胞中下調(diào)，其可通過作為miR-93-5p“海綿”，抑制miR-93-5p介導(dǎo)的轉(zhuǎn)錄后抑制，上調(diào)下游靶重組周期蛋白依賴蛋白激酶抑制劑1(cyclin dependent kinase inhibitor 1A, CDKN1A)的表達，并形成負(fù)反饋回路，調(diào)控轉(zhuǎn)化生長因子-β介導(dǎo)的上皮細(xì)胞-間充質(zhì)轉(zhuǎn)化，進而增強對順鉑的藥物敏感性。circITCH在抗硼替佐米的多發(fā)性骨髓瘤細(xì)胞中下調(diào)，其可通過miR-615-3p/PRKCD軸降低了多發(fā)性骨髓瘤細(xì)胞對硼替佐米的耐藥性[32]。

Table 1 Summary of the involvement of circRNAs in chemotherapy resistance in multiple types of carcinoma

Continued Table 1

Continued Table 1

3 環(huán)狀RNA介導(dǎo)腫瘤化療耐藥機制

circRNA介導(dǎo)惡性腫瘤化療耐藥的機制多種多樣，但作為miRNA“海綿”最為常見。它也可通過RBP“海綿”發(fā)揮作用，最終通過促進EMT、靶向CSC相關(guān)基因、促進藥物外排、促進細(xì)胞增殖、激活自噬、抑制細(xì)胞凋亡、影響腫瘤微環(huán)境(tumor microenvironment，TME)和促進DNA損傷修復(fù)等來介導(dǎo)腫瘤的化療耐藥。circRNA通過作為miRNA或RBP“海綿”，均可靶向與化療耐藥發(fā)生過程密切相關(guān)的基因，例如多藥耐藥相關(guān)蛋白1(multidrug resistance-associated protein 1，MRP-1/ABCC1)、ABCB1(MDR-1)、ABCG2、P53、FOXO3a、PTEN、BCL2等，以及PI3K/AKT、Wnt/β-Catenin和AMPK/mTOR等關(guān)鍵信號通路，進而在腫瘤化療耐藥的過程中發(fā)揮重要作用。研究表明，circHIPK3可作為miR-524-5p“海綿”，作用于下游靶點驅(qū)動蛋白家族成員2A(kinesin family protein 2A, KIF2A)，進而抑制PI3K/AKT信號通路，促進膠質(zhì)瘤細(xì)胞增殖和轉(zhuǎn)移，抑制凋亡并增強對替莫唑胺(temozolomide，TMZ)的耐藥性[66]。circ_0000079可通過與脆性X相關(guān)基因1(fragile X related genel，F(xiàn)XR1)蛋白相互作用，阻斷FXR1/PRCKI復(fù)合物的形成，進而抑制非小細(xì)胞肺癌的細(xì)胞侵襲和對順鉑的耐藥[39]。

EMT是細(xì)胞失去上皮表型而獲得間充質(zhì)表型特征的生物學(xué)過程，具有更強的遷移和侵襲能力，EMT的發(fā)生與腫瘤細(xì)胞的耐藥性關(guān)系密切。當(dāng)癌細(xì)胞啟動EMT程序促進遷移時，會發(fā)生細(xì)胞增殖停滯，降低對吉西他濱等化療藥物的敏感性[80]。Joseph等[37]研究發(fā)現(xiàn)，敲減cirRNA CCDC66后，EMT標(biāo)記物表達和侵襲能力明顯下降，人小細(xì)胞肺癌H23細(xì)胞對順鉑的耐藥性增加。CSC是一種具有高致瘤性、化療耐藥性、分化性、侵襲性和可塑性的癌細(xì)胞亞群，常位于腫瘤缺氧區(qū)，負(fù)責(zé)腫瘤的維持、轉(zhuǎn)移、治療耐藥和腫瘤復(fù)發(fā)[81]。CSC在化療藥物出現(xiàn)時可避險式進入休眠狀態(tài)，躲避藥物的損傷。然而，一旦此類有害應(yīng)激消除時，CSC可在腫瘤原發(fā)病灶或轉(zhuǎn)移灶處分化增殖和侵襲，導(dǎo)致腫瘤的復(fù)發(fā)和對化療藥物的耐藥和不敏感[82]。circ_001680在結(jié)直腸癌(colorectal carcinoma，CRC)組織中較正常組織高表達，其通過靶向miR-340影響B(tài)細(xì)胞特異的莫洛尼白血病毒插入位點1(B-cell-specific Moloney leukemia virus insertion site-1，BMI1)的表達，進而增強CRC細(xì)胞的增殖和遷移能力，促進CRC的腫瘤干細(xì)胞性，誘導(dǎo)伊立替康耐藥[63]。發(fā)生EMT的腫瘤細(xì)胞通常具有一些干細(xì)胞樣的特征，表現(xiàn)出與CSCs相似的表型，而激活EMT的信號通路與CSCs相關(guān)的信號通路類似，例如Notch、轉(zhuǎn)化生長因子-β、Wnt/β-Catenin和PI3K/AKT等[31]。

通過促進化療藥物排出、減少藥物濃度也可導(dǎo)致腫瘤耐藥的產(chǎn)生。ATP結(jié)合盒轉(zhuǎn)運蛋白質(zhì)是一大類以ATP水解為動力的轉(zhuǎn)運蛋白質(zhì)，可利用水解ATP產(chǎn)生的能量將藥物排出細(xì)胞外，參與腫瘤的藥物耐藥[83]。Zheng等[43]研究表明，circPVT1的高表達與肺癌病人的順鉑和培美曲塞耐藥有關(guān)。circPVT1可通過作為miR-145-5p“海綿”靶向ABCC1促進肺癌細(xì)胞對順鉑及培美曲塞化療耐藥。另外，當(dāng)腫瘤細(xì)胞增殖到一定程度，自噬作用增強，細(xì)胞逃避凋亡，從而對化療藥物產(chǎn)生耐藥。P53、FOXO3a、PTEN、BCL2等關(guān)鍵基因及PI3K/AKT等關(guān)鍵信號通路可參與到此過程中。自噬對多種癌CSC的維持和腫瘤發(fā)生至關(guān)重要，自噬介導(dǎo)的氧化應(yīng)激變化和關(guān)鍵代謝產(chǎn)物，有助于腫瘤細(xì)胞在休眠期間維持CSC干性，進而促進化療耐藥的發(fā)生[84]。Liu等[79]研究發(fā)現(xiàn)，甲狀腺乳頭狀癌和間變性甲狀腺癌細(xì)胞中，circEIF6表達上調(diào)，其作為miR-144-3p“海綿”，可導(dǎo)致TGF-α表達水平升高，促進細(xì)胞自噬，減少細(xì)胞凋亡，增加胃癌(gastric cancer，GC)細(xì)胞對順鉑的耐藥性。circ_0009910在伊馬替尼耐藥的慢性髓性白血病病人血漿和耐藥細(xì)胞中表達上調(diào)，其可靶向miR-34a-5p，調(diào)控失調(diào)51樣激酶1(uncoordinated 51 like kinase-1，ULK1)誘導(dǎo)細(xì)胞自噬，促進細(xì)胞的增殖，促進慢性髓性白血病細(xì)胞對伊馬替尼的耐藥[70]。另一項研究發(fā)現(xiàn)，hsa_circ_0100181(circPAN3)可通過作為miR-545-3p“海綿”，靶向轉(zhuǎn)化生長因子β激活激酶1(transforming growth factor-β-activated kinase1,TAK1)，激活A(yù)MPK/mTOR信號通路，調(diào)節(jié)自噬，來促進急性髓性白血病化療耐藥[69]。

TME可以在癌癥惡性進展的多個方面，特別是化療耐藥方面發(fā)揮關(guān)鍵作用。TME降低了化療藥物的滲透性，使存活的細(xì)胞具備增殖和抗凋亡的優(yōu)勢，在不引起基因突變和表觀遺傳學(xué)改變的情況下影響腫瘤對化療藥物的敏感性[85]。有報道指出，ciRS-7可通過調(diào)節(jié)TME來影響多種癌癥對化療藥物的敏感性[14]。還有DNA損傷修復(fù)也,會增加腫瘤細(xì)胞對化療藥物的耐藥性。例如，順鉑等化療藥物會產(chǎn)生DNA交聯(lián)，進而使腫瘤細(xì)胞發(fā)生凋亡，對鉑類耐藥性的產(chǎn)生主要是DNA修復(fù)逆轉(zhuǎn)了藥物產(chǎn)生的損傷。在消化系統(tǒng)腫瘤中，Huang等[51]報道，circAKT3在順鉑耐藥GC組織和細(xì)胞中比順鉑敏感細(xì)胞中表達水平更高，其可作為miR-198的競爭性內(nèi)源RNA，上調(diào)磷脂酰肌醇-3激酶調(diào)節(jié)亞基1(phosphoinositide-3-kinase regulatory subunit 1, PIK3R1)水平，在體內(nèi)和體外促進DNA損傷修復(fù)，抑制GC細(xì)胞凋亡。

4 外泌體傳遞環(huán)狀RNA介導(dǎo)化療耐藥性

腫瘤源性外泌體可在腫瘤細(xì)胞與腫瘤微環(huán)境細(xì)胞間的信號傳遞中發(fā)揮重要作用。其可通過傳遞分子活性物質(zhì)，進而參與包括腫瘤發(fā)生、增殖、侵襲、轉(zhuǎn)移和化療耐藥等多種生物學(xué)過程。外泌體傳遞circRNA，通過發(fā)揮其促進腫瘤細(xì)胞增殖、侵襲和遷移，促進EMT，抑制細(xì)胞周期和凋亡，激活自噬，促進CSC相關(guān)表型和DNA損傷修復(fù)等機制，進而參與腫瘤化療耐藥傳遞，其作用見Fig.1。

束永前等[15]發(fā)現(xiàn)，circSHKBP1在GC腫瘤組織和血清外泌體中上調(diào)，其可充當(dāng)miR-582-3p的ceRNA，上調(diào)靶基因人抗原R(human antigen R,HUR)的表達，增加血管內(nèi)皮生長因子(vascular endothelial growth factor，VEGF)的穩(wěn)定性并促進其翻譯。circSHKBP1還可與熱休克蛋白90(heat shock protein 90，HSP90)蛋白直接結(jié)合，進而阻斷重組人STIP1同源性和含U框蛋白1(recombinant human STIP1 homology and U-box containing protein 1, STUB1)對HSP90泛素化作用，促進GC的惡性進展。目前，關(guān)于外泌體傳遞circRNA介導(dǎo)化療耐藥性傳遞的研究尚屬起步階段，其總結(jié)見Table 2。

Fig.1 Exosomal transfer of circRNAs mediates chemotherapy resistance in tumours By delivering circRNAs, exosomes could promote tumor cell proliferation, invasion and migration, EMT, autophagy, CSC-related phenotype and DNA damage repair process, whereas inhibit cell cycle and apoptosis, to participate in the chemotherapy resistance of tumor

4.1 呼吸系統(tǒng)腫瘤

Xu等研究[86]發(fā)現(xiàn)，hsa_circ_0014235在非小細(xì)胞肺癌血清外泌體、腫瘤組織和細(xì)胞中表達明顯升高。外泌體可通過傳遞hsa_circ_0014235，后者通過作為miR-520a-5p“海綿”，作用于下游靶點CDK4，增強對順鉑的耐藥，體外研究可促進細(xì)胞增殖、遷移和侵襲，體內(nèi)研究可促進腫瘤的生長和對順鉑的耐藥。

4.2 消化系統(tǒng)腫瘤

Wang等[60]研究發(fā)現(xiàn)，耐奧沙利鉑的CRC細(xì)胞的外泌體可將ciRS-122傳遞至藥物敏感的細(xì)胞，其通過充當(dāng)miR-122分子“海綿”，抑制miR-122的功能，上調(diào)丙酮酸激酶M2(pyruvate kinase M2，PKM2)表達進而增強糖酵解和對奧沙利鉑的耐藥，因此外泌體傳遞circRNA對細(xì)胞間化療耐藥性傳遞有非常重要的作用，可在未來作為逆轉(zhuǎn)化療耐藥的有效靶點。HON等[87]通過對HCT116-氟尿嘧啶、奧沙利鉑、亞葉酸鈣(FOLFOX)耐藥和敏感的細(xì)胞來源外泌體進行circRNA芯片分析，發(fā)現(xiàn)hsa_circ_0000338可能是調(diào)節(jié)CRC化療耐藥的潛在靶點，qRT-PCR也證實hsa_circ_000338在化療耐藥CRC病人的血清外泌體中顯著下調(diào)。Yao等[88]研究發(fā)現(xiàn)，circ-PVT1在順鉑耐藥的GC血清和細(xì)胞外泌體中上調(diào)，外泌體circ-PVT1通過靶向miR-30a-5p調(diào)控Yes相關(guān)蛋白1(Yes-associated protein 1,YAP1)的表達，進而調(diào)控GC細(xì)胞自噬、侵襲和凋亡，促進GC對順鉑的耐藥。外泌體circ-PVT1可作為順鉑治療GC的一個前瞻性生物學(xué)標(biāo)記物。另外，Zhong等[54]研究發(fā)現(xiàn)，circ_0032821在奧沙利鉑耐藥的GC細(xì)胞和外泌體中高表達，奧沙利鉑耐藥GC細(xì)胞分泌的含circ_0032821的外泌體，可促進奧沙利鉑敏感的GC細(xì)胞對奧沙利鉑的耐藥性，促進細(xì)胞增殖、遷移和侵襲。外泌體circ_0032821可通過作為miR-515-5p“海綿”，調(diào)控性別決定區(qū)Y框蛋白9(sex determining region Y-box protein 9，SOX9)的表達，進而增強了GC細(xì)胞的生長和對奧沙利鉑耐藥性。因此，外泌體circ_0032821可作為一個GC治療靶點。

4.3 神經(jīng)系統(tǒng)腫瘤

近來有報道發(fā)現(xiàn)，TMZ耐藥的膠質(zhì)瘤病人血清外泌體中circNFIX表達升高，其通過競爭性結(jié)合miR-132促進細(xì)胞遷移、侵襲以及抑制TMZ暴露下的細(xì)胞凋亡，從而賦予敏感細(xì)胞TMZ抗性。外泌體circNFIX可作為良好的預(yù)后生物標(biāo)志物和治療靶點[65]。Han等[89]報道，circ-HIPK3在TMZ耐藥膠質(zhì)瘤細(xì)胞中明顯升高，外泌體circ-HIPK3可通過作為miR-421“海綿”，作用于下游靶點小腦5鋅指蛋白(Zic family member 5,ZIC5)進而促進膠質(zhì)瘤細(xì)胞惡性進展和TMZ耐藥。細(xì)胞功能研究發(fā)現(xiàn)，circ-HIPK3敲除可以抑制TMZ的IC50、細(xì)胞侵襲和TMZ抗性，并觸發(fā)細(xì)胞凋亡，而這些作用可以通過轉(zhuǎn)染anti-miR-421逆轉(zhuǎn)。

4.4 肌肉骨骼系統(tǒng)腫瘤

Pan等[90]研究發(fā)現(xiàn)，骨肉瘤病人血清外泌體中hsa_circ_103801水平上調(diào)，且與病人低生存時間相關(guān)。外泌體hsa_circ_103801可增強MG63和U2OS細(xì)胞對順鉑耐藥性。血清外泌體hsa_circ_103801也可作為骨肉瘤化療耐藥的潛在靶點和預(yù)后標(biāo)志物。

4.5 生殖系統(tǒng)腫瘤

Zhao等[14]研究發(fā)現(xiàn)，circRNA CDR1as在順鉑耐藥卵巢癌病人的血清外泌體和細(xì)胞系中下調(diào)，其能通過調(diào)控miR-1270/ SCAI信號通路促進卵巢癌細(xì)胞凋亡，增強對順鉑的敏感性。Luo等[91]發(fā)現(xiàn)，順鉑耐藥的上皮性卵巢癌病人的血漿外泌體circFoxp1顯著上調(diào)，與腫瘤分期、原發(fā)腫瘤大小、淋巴轉(zhuǎn)移、遠處轉(zhuǎn)移、殘余腫瘤直徑和臨床反應(yīng)呈正相關(guān)。circFoxp1可作為一種致癌基因，通過miR-22和miR-150-3p正向調(diào)控CCAAT增強子結(jié)合蛋白γ(CCAAT enhancer binding protein gamma,CEBPG)和成蛋白樣3型蛋白(formin-like 3，F(xiàn)MNL3)表達，促進細(xì)胞增殖，使上皮性卵巢癌細(xì)胞對順鉑產(chǎn)生耐藥性。血漿外泌體circFoxp1可作為上皮性卵巢癌的生物標(biāo)志物和潛在的治療靶點。

4.6 內(nèi)分泌系統(tǒng)腫瘤

Hu等[92]研究發(fā)現(xiàn)，circ_UBE2D2在耐他莫西芬的乳腺癌組織和細(xì)胞系中表達上調(diào)，外泌體介導(dǎo)的circ_UBE2D2通過與miR-200a-3p結(jié)合，通過調(diào)節(jié)細(xì)胞活力、轉(zhuǎn)移和雌激素受體α(estrogen receptor alpha, ERa)水平，增強了乳腺癌病人對他莫昔芬的耐藥性。

Table 2 Summary of the involvement of exosomal circRNAs in chemotherapy resistance in multiple types of carcinoma

5 外泌體環(huán)狀RNA在化療耐藥中的潛在臨床應(yīng)用

5.1 外泌體circRNA作為生物標(biāo)記物

化療耐藥限制了治療效果的持久性，是腫瘤臨床治療的主要制約因素。因此，及時發(fā)現(xiàn)潛在的耐藥病人、監(jiān)測對化療藥物的耐藥性并尋找替其代治療方法，對調(diào)整治療和改善預(yù)后極為重要。目前，液體活檢的常規(guī)策略已經(jīng)被證明是有希望的，循環(huán)腫瘤DNA、循環(huán)腫瘤細(xì)胞、循環(huán)蛋白質(zhì)和EVs均是被廣泛研究的生物標(biāo)志物[93]。外泌體作為EVs的一種，是細(xì)胞間通訊的重要介質(zhì)[94]。由于其具有雙層脂質(zhì)膜結(jié)構(gòu)特性，可保護和承載多種特殊功能分子，這些功能活性分子會反映整個腫瘤的復(fù)雜異質(zhì)性，而且外泌體幾乎在所有類型人類體液中均容易獲得，是作為生物標(biāo)記物的良好選擇[95]。circRNA作為外泌體“貨物”之一，具有穩(wěn)定性、物種保守性和細(xì)胞/組織特異性，外泌體可以攜帶circRNA分泌到人體例如血液、尿液、腦脊液、乳汁和唾液等多種體液，可作為有希望的腫瘤早期診斷和預(yù)后的新型生物標(biāo)志物[96]。例如，研究發(fā)現(xiàn)，在GC組織和GC病人血漿中的外泌體中circ-RanGAP1均顯著上調(diào)，與晚期TNM分期、淋巴結(jié)轉(zhuǎn)移和低生存率密切相關(guān)，可作為GC治療的潛在預(yù)后生物標(biāo)志物和治療靶點[97]。外泌體circNFIX也可作為膠質(zhì)瘤TMZ耐藥的生物標(biāo)志物[65]。這些研究表明，外泌體circRNA在生物標(biāo)志物開發(fā)方面具有很大潛力，其臨床應(yīng)用值得進一步研究。

5.2 外泌體circRNA作為治療靶點

在基因治療中，外泌體可作為轉(zhuǎn)運RNA或傳遞抗癌藥物的載體，且本身具有獨特的優(yōu)勢，例如納米級尺寸、良好的生物組織相容性、生物利用度高、細(xì)胞毒性和免疫原性低、壽命長和載貨能力強等優(yōu)點[98]，使其容易逃脫肺部清除，穿越體內(nèi)主要生物屏障。外泌體可進一步通過表面受體特異性靶向腫瘤細(xì)胞或CSC，減少對健康組織的負(fù)面副作用。這些特點使外泌體成為一種很有前途的癌癥治療藥物載體。

外泌體作為天然載體，可將抑癌的短干擾RNA(small interfering RNA，siRNA)、miRNA或其他ncRNA等治療性RNA輸送到靶細(xì)胞，用于腫瘤治療。理論上說，若抑癌ncRNA在腫瘤中被下調(diào)，在腫瘤細(xì)胞中通過外泌體過表達這些ncRNA可能會抑制腫瘤進展。促癌ncRNA在腫瘤中被上調(diào)，而通過外泌體遞送靶向ncRNA的干擾siRNA，可下調(diào)促癌ncRNA表達，進而達到抑制腫瘤進展的目的。有研究人員設(shè)計了穩(wěn)定表達miR-302-367的原代膠質(zhì)瘤細(xì)胞，抑癌miRNA大部分被包裹在外泌體中，而后被鄰近的GBM細(xì)胞內(nèi)化，從而在體外和體內(nèi)發(fā)揮抗膠質(zhì)瘤作用[99]。此外，間充質(zhì)干細(xì)胞(mesenchymal stem cells, MSCs)來源的外泌體通過將功能性的anti-miR-9傳遞到GBM細(xì)胞，使其對TMZ更敏感[100]。這些研究證明，外泌體可以作為抑癌ncRNA的載體，靶向外泌體中的ncRNA對逆轉(zhuǎn)腫瘤化療耐藥是非常有前途的治療選擇。鑒于外泌體circRNA在腫瘤化療耐藥中的重要生物學(xué)功能，故治療中使用靶向外泌體circRNA的治療性RNA，將對逆轉(zhuǎn)腫瘤化療耐藥具有很好的潛在治療意義。此外，外泌體可將紫杉醇等常規(guī)化療藥物輸送到腫瘤細(xì)胞，產(chǎn)生比單純化療藥物更強的細(xì)胞毒性，抑制腫瘤細(xì)胞和耐藥CSCs的增殖[101]。最近的研究發(fā)現(xiàn)，利用外泌體共同遞送功能抑制性miRNA和抗癌藥物5-FU，可以逆轉(zhuǎn)CRC的耐藥性，從而增強腫瘤治療的效力[102]。

因此，對外泌體circRNA的進一步研究不僅對理解外泌體的功能和特性有深遠的影響，而且為抑制腫瘤進展和逆轉(zhuǎn)耐藥以及靶向治療提供了新的途徑。然而，需要注意的是，在這些治療方法應(yīng)用于臨床之前，還存在諸多挑戰(zhàn)，需要大量的進一步研究。

6 問題與展望

綜上所述，circRNA與腫瘤發(fā)生、惡性進展、化療耐藥等諸多生物學(xué)進程密切相關(guān)，發(fā)揮著極其重要的調(diào)控作用。外泌體可以轉(zhuǎn)移和交換包括circRNA在內(nèi)的大量功能性分子，介導(dǎo)腫瘤細(xì)胞間或腫瘤細(xì)胞與基質(zhì)細(xì)胞間通訊，影響化療耐藥在內(nèi)的多種腫瘤相關(guān)的生物學(xué)進程。外泌體中的circRNA通過單一機制或多種機制共同作用介導(dǎo)腫瘤化療耐藥，其中作為miRNA“海綿”最為常見，也可通過RBP“海綿”、促進EMT或靶向CSC相關(guān)基因發(fā)揮作用，最終促進藥物外排、促進細(xì)胞增殖、激活自噬、抑制細(xì)胞凋亡、影響TME和促進DNA損傷修復(fù)等來介導(dǎo)腫瘤的化療耐藥。ABCC1、ABCB1、MDR-1、P53、FOXO3a、PTEN、BCL2等耐藥相關(guān)基因和蛋白質(zhì)，以及PI3K/AKT、Wnt/β-Catenin和AMPK/mTOR等關(guān)鍵信號通路在此過程中發(fā)揮重要作用。

本文歸納整理外泌體傳遞circRNA及分選ncRNA“貨物”機制、circRNA介導(dǎo)腫瘤化療耐藥以及外泌體傳遞circRNA在介導(dǎo)腫瘤化療耐藥方面的最新研究進展，這對于理解外泌體傳遞circRNA進行細(xì)胞間信息交換，介導(dǎo)腫瘤化療耐藥具有重要意義。對于未來的發(fā)展前景，第一應(yīng)繼續(xù)投入更多研究來揭示外泌體分泌和分選ncRNA的特定機制；第二外泌體傳遞circRNA可以促進細(xì)胞間遺傳物質(zhì)的通訊和交換，并對細(xì)胞的生物學(xué)行為產(chǎn)生顯著影響，需要探索發(fā)現(xiàn)更多外泌體傳遞circRNA在介導(dǎo)腫瘤化療耐藥方面的例證；第三在臨床應(yīng)用方面，外泌體可利用納米級囊泡的優(yōu)勢，較好的保護內(nèi)含“貨物”不被降解，故作為腫瘤化療耐藥生物標(biāo)志物和有效藥物載體均是未來腫瘤診斷和靶向治療的重點方向。