龍鑫，李金鑫，李楊濤，易國良，崔俊成

南華大學(xué)附屬第一醫(yī)院骨科研究中心關(guān)節(jié)運動科，湖南衡陽 421001

在中國，骨肉瘤是兒童和青少年中最常見的原發(fā)性惡性腫瘤，雖然目前的治療方法大大提高了骨肉瘤的5年生存率，但骨肉瘤細(xì)胞對化療藥物的廣泛耐藥性致使其5年生存率仍然僅維持在60%~70%。腫瘤細(xì)胞和腫瘤微環(huán)境（TME）中的基質(zhì)細(xì)胞分泌攜帶抗性相關(guān)分子（包括蛋白質(zhì)和miRNA）的外泌體，并且通過TME中外泌體的相互作用，傳遞耐藥分子，增強腫瘤細(xì)胞對藥物的耐受性;此外，腫瘤細(xì)胞與周圍和遠(yuǎn)端腫瘤或基質(zhì)細(xì)胞形成通過外泌體介質(zhì)的雙向通信復(fù)雜信息網(wǎng)絡(luò)，并且通過協(xié)同作用在腫瘤發(fā)生，發(fā)展，轉(zhuǎn)移和耐藥性中起重要作用。該文將對外泌體與骨肉瘤多藥耐藥產(chǎn)生的影響進(jìn)行相關(guān)闡述。

1 外泌體的結(jié)構(gòu)和生物學(xué)特征

外泌體是由各種類型細(xì)胞分泌的細(xì)胞外囊泡樣小體，通常直徑為40~100 nm，呈多形性，是由雙層磷脂分子包裹的少量胞質(zhì)[1]。外泌體可以攜帶和傳遞重要的信號分子，并且由于它們的廣泛分布，構(gòu)成體內(nèi)新的細(xì)胞間信息傳遞系統(tǒng)，從而影響細(xì)胞的生理狀態(tài)，并與各種疾病的發(fā)生和發(fā)展密切相關(guān)。外泌體含有大量蛋白質(zhì)，可分為兩種類型，一種是結(jié)構(gòu)形成的蛋白質(zhì)，包括細(xì)胞骨架蛋白，膜轉(zhuǎn)運和融合相關(guān)蛋白以及一些信號分子[2];另一類則是相對特異的細(xì)胞來源相關(guān)的蛋白質(zhì)，這類蛋白質(zhì)與外泌體的功能密切相關(guān)，例如來自B細(xì)胞的外泌體中富含MHC，CD80和CD86。其次，外泌體中還含有大量的mRNA和microRNA。在不同類型的惡性腫瘤中，外泌體中microRNA的表達(dá)量與種類各有不同，參與基因表達(dá)，影響基因表達(dá)產(chǎn)物，進(jìn)而在腫瘤本身的調(diào)節(jié)中產(chǎn)生重要影響。

2 外泌體調(diào)節(jié)骨肉瘤微環(huán)境

腫瘤微環(huán)境包括癌細(xì)胞和多種基質(zhì)細(xì)胞（如成纖維細(xì)胞、上皮細(xì)胞和免疫細(xì)胞）、細(xì)胞因子、趨化因子等，上述細(xì)胞及因子之間的相互作用對腫瘤的進(jìn)展、遷移甚至耐藥意義重大。在Garimella等[3]在研究中利用透射電子顯微技術(shù)，在生物熒光骨肉瘤原位移植瘤小鼠模型中的骨肉瘤微環(huán)境中檢測到了外泌體。在研究外泌體與腫瘤細(xì)胞微環(huán)境之間的關(guān)系時，發(fā)現(xiàn)腫瘤細(xì)胞分泌外泌體以調(diào)節(jié)腫瘤的微環(huán)境，借此促進(jìn)宿主的腫瘤生長，轉(zhuǎn)移，血管生成和免疫監(jiān)視[4]。

2.1 骨肉瘤的發(fā)生與細(xì)胞增殖

腫瘤的生長和發(fā)展，需要生成新的血管提供氧氣和營養(yǎng)，在骨肉瘤微環(huán)境中，外泌體對調(diào)節(jié)腫瘤微環(huán)境中血管生成起到了重要的作用，其含有的血管內(nèi)皮生長因子(VEGF)是血管形成的主要調(diào)控因子，它控制血管內(nèi)皮細(xì)胞的增殖、存活和遷移等多個過程。在關(guān)于骨肉瘤的研究中發(fā)現(xiàn)，外泌體釋放的趨化因子CCL5通過PKCδ/c-Src/HIF-1α信號通路激活誘導(dǎo)腫瘤微環(huán)境中VEGF的產(chǎn)生，從而促進(jìn)腫瘤血管的生成[5]，并且上述結(jié)果在細(xì)胞、動物和體外實驗中分別得到了驗證。Zhang等[6]在骨肉瘤細(xì)胞中還檢測到MiR-134通過抑制VEGFA/VEGFR1通路減少血管生成從而抑制腫瘤細(xì)胞的生長。由此可見，外泌體可以通過不同途徑促進(jìn)腫瘤血管的生成，進(jìn)而調(diào)控腫瘤微環(huán)境，影響腫瘤的進(jìn)展。

2.2 腫瘤轉(zhuǎn)移

在骨肉瘤微環(huán)境中，有研究還發(fā)現(xiàn)在143-B人骨肉瘤細(xì)胞中分離出來的囊泡小體，其中包含了多種對腫瘤微環(huán)境有潛在作用的內(nèi)容物。骨肉瘤細(xì)胞外泌體中存在轉(zhuǎn)化生長因子-β（TGF-β），被證實參與骨肉瘤細(xì)胞的轉(zhuǎn)移[7]。Gong等[8]的研究證明了骨肉瘤細(xì)胞分泌的外泌體中含miR-675，且后者能通過下調(diào)轉(zhuǎn)移相關(guān)基因CALN1來減少骨肉瘤細(xì)胞的轉(zhuǎn)移。Shimbo等[9]發(fā)現(xiàn)外泌體能將間充質(zhì)細(xì)胞中的miR-143轉(zhuǎn)運至骨肉瘤細(xì)胞中，并能顯著降低腫瘤細(xì)胞的侵襲和轉(zhuǎn)移。

2.3 腫瘤免疫

腫瘤微環(huán)境中的免疫細(xì)胞及相關(guān)細(xì)胞因子在腫瘤發(fā)生、進(jìn)展中發(fā)揮著重要的作用。目前為止，已有研究表明[10]，腫瘤細(xì)胞來源的外泌體有抗腫瘤免疫的作用，其主要是通過直接抑制免疫細(xì)胞或調(diào)節(jié)相關(guān)細(xì)胞因子的表達(dá)等途徑，促進(jìn)腫瘤的免疫逃逸，進(jìn)而在腫瘤的發(fā)生、進(jìn)展中發(fā)揮關(guān)鍵作用。Troyer等[11]研究發(fā)現(xiàn)骨肉瘤細(xì)胞中的外泌體含有免疫調(diào)節(jié)物質(zhì)，可直接降低T細(xì)胞增殖速度，同時增加(FoxP3+)CD4+調(diào)節(jié)表型，降低CD8+細(xì)胞活化標(biāo)志物CD25+的表達(dá)，以此參與腫瘤的外周免疫耐受，進(jìn)而促進(jìn)骨肉瘤的免疫逃逸。

3 腫瘤細(xì)胞外泌體參與骨肉瘤耐藥

腫瘤細(xì)胞衍生的外泌體(tumor derived exo-somes，TEXs)引起腫瘤細(xì)胞耐藥的機制一直是熱門話題。其介導(dǎo)的抗藥機制主要包括以下幾個方面：通過外泌體將mi-RNA轉(zhuǎn)移至受體敏感細(xì)胞，從而誘導(dǎo)或增強耐藥性[12];通過轉(zhuǎn)運多藥耐藥蛋白包裹腫瘤細(xì)胞內(nèi)的藥物，介導(dǎo)外排降低藥效[13];通過轉(zhuǎn)運可溶性細(xì)胞膜受體參與耐藥[14];通過調(diào)節(jié)抗體靶向藥物和腫瘤細(xì)胞的結(jié)合，從而影響藥物療效并增強腫瘤細(xì)胞的抵抗力[14]。Ji等[15]研究發(fā)現(xiàn)miR-133a在骨肉瘤細(xì)胞系和骨肉瘤組織中下調(diào)，而且這種下調(diào)與骨肉瘤的侵襲和增殖密切相關(guān)，進(jìn)一步研究發(fā)現(xiàn)miR-133a主要通過Bcl-xL和Mcl-1途徑抑制骨肉瘤細(xì)胞的增殖，誘導(dǎo)其凋亡；而Xu等[16]研究發(fā)現(xiàn)，與化療藥物敏感組相比，對化療藥物反應(yīng)較差組骨肉瘤細(xì)胞源性外泌體miR-133 a表達(dá)顯著降低，提示miR-133 a可能與骨肉瘤的耐藥相關(guān)。Pei17和其他研究表明miR-135 b在骨肉瘤標(biāo)本中的表達(dá)上調(diào)，生物信息學(xué)分析結(jié)合實驗證實，F(xiàn)OXO1是OS中miR-135 b的直接靶標(biāo)；而Xu等[16]研究顯示，對化療藥物反應(yīng)較差組骨肉瘤細(xì)胞外泌體中miR-135 b表達(dá)顯著增高，提示miR-135 b可能與骨肉瘤的耐藥相關(guān)。

4 外泌體參與骨肉瘤化療耐藥性的傳遞

腫瘤發(fā)生發(fā)展過程中會出現(xiàn)不同程度的異質(zhì)性，即同一腫瘤組織中不同腫瘤細(xì)胞對化療藥物的敏感性不一致;因此，根據(jù)腫瘤細(xì)胞對化療藥物的敏感性，它們可分為耐藥細(xì)胞和敏感細(xì)胞。近年來，研究發(fā)現(xiàn)外泌體在腫瘤細(xì)胞之間的信息交換中也起著重要作用。外泌體作為轉(zhuǎn)運蛋白起作用，并將膜和膜上的各種功能性物質(zhì)轉(zhuǎn)運至受體細(xì)胞。這些物質(zhì)包括包括脂類、蛋白質(zhì)、miRNA及mRNA等，通過這些物質(zhì)調(diào)節(jié)受體細(xì)胞的生物學(xué)特性，完成腫瘤細(xì)胞間的信息傳遞[17]。因此，腫瘤細(xì)胞對化學(xué)治療藥物的敏感性的不一致性可以通過這種機制在細(xì)胞之間傳遞，導(dǎo)致敏感細(xì)胞的獲得耐藥性。Torreggiani團隊研究發(fā)現(xiàn)，對阿霉素耐藥的骨肉瘤細(xì)胞能夠?qū)y帶MDR-1 mRNA及其產(chǎn)物P-糖蛋白的外泌體轉(zhuǎn)運至非耐藥細(xì)胞，從而誘導(dǎo)敏感細(xì)胞出現(xiàn)阿霉素耐藥表型[18]。

5 小結(jié)

骨肉瘤的多藥耐藥性是骨肉瘤化療失敗的主要原因。骨肉瘤對化療藥物的耐藥是一個多因素參與的復(fù)雜過程。該綜述較為集中闡述了外泌體參的與骨肉瘤多藥耐藥的分子機制，但我們也認(rèn)識到，針對外泌體及骨肉瘤多藥耐藥的研究仍處于初級階段。深入研究外泌體引起的骨肉瘤多藥耐藥的分子機制對于新型化療藥物的研制、增強骨肉瘤細(xì)胞對化療藥物的敏感性以及提高骨肉瘤患者的生存率具有重大的意義。