外泌體在癌癥診斷和靶向治療中的應(yīng)用

圖 1. 外泌體在維持癌癥抗性中的主要作用

1、外泌體中與癌癥相關(guān)的蛋白、脂質(zhì)、mRNA、非編碼 RNA、DNA 可用于檢測(cè)癌癥；

2、外泌體體積小，具有優(yōu)越的穿過各種組織屏障的能力，比如血腦屏障、且廣泛存在于各種體液中，便于獲取和檢測(cè)；和合成的納米顆粒相比，外泌體具有更好的生物相容性和生物可降解性，因此具有低毒性和低免疫原性；外泌體在腫瘤細(xì)胞內(nèi)的粘附性和內(nèi)化性比同等大小的脂質(zhì)體高 10 倍，表明外泌體對(duì)癌癥的靶向性更高；

3、外泌體的脂質(zhì)雙分子層結(jié)構(gòu)可有效保護(hù)其內(nèi)容物不被血液循環(huán)中的酶降解。有研究報(bào)道，冷凍 5 年的外泌體中仍然可以分離出完好的磷酸化蛋白；

4、血液中的成分很復(fù)雜，癌細(xì)胞分泌的特定蛋白等生物分子在血液中被稀釋，因此在早期階段或其含量較低時(shí)，不容易被檢測(cè)到，但外泌體有膜包裹，且可被完整分離出來，其攜帶的分子不會(huì)被稀釋；

圖 2. 外泌體標(biāo)記物^[11]

外泌體中非編碼 RNA 的研究也越來越火熱，例如轉(zhuǎn)移性胃癌細(xì)胞系 AZ-P7a 通過外泌體釋放 let-7 miRNA (腫瘤抑制 miRNA) 進(jìn)入細(xì)胞外環(huán)境中，從而維持腫瘤發(fā)生進(jìn)程。外泌體來源的 miR-198、miR-26a、miR-34a 和 miR-494 在 MCF-7 乳腺癌細(xì)胞系中豐量表達(dá)，而 miR-130a、miR-328–5p 和 miR-149-3p 在 MDA-MB-231 乳腺癌細(xì)胞系中表達(dá)量很高。這些 miRNA 都有潛力成為乳腺癌診斷的生物標(biāo)記分子。

圖 3. 外泌體提高靶向性的應(yīng)用方法^[9]

■ 藥物載體

實(shí)例一：促進(jìn) KRAS 突變的胰腺癌靶向治療——通過基因工程的方法，在外泌體中轉(zhuǎn)入靶向 KRAS^G12D 的 siRNA 或 shRNA (稱為 iExosome)，在多種胰腺癌模型中表現(xiàn)出良好的療效。經(jīng) iExosome 治療的胰腺癌小鼠，其腫瘤生長(zhǎng)明顯抑制，且 iExosome 不影響原位 BxPc-3 KRAS^WT 腫瘤的生長(zhǎng)。和傳統(tǒng)的 RNAi 藥物載體脂質(zhì)體相比，iExosome 更加高效，一方面，因?yàn)橥饷隗w作為納米級(jí)的囊泡，更加自如輕松的在體內(nèi)循環(huán)作用靶細(xì)胞；另一方面，要?dú)w功于 CD47 介導(dǎo)的保護(hù)作用使外泌體免受單核細(xì)胞和巨噬細(xì)胞的吞噬，從而到達(dá)靶向部位。

實(shí)例二：修飾外泌體表面提高靶向性——來自人胚腎細(xì)胞 (HEK293) 的外泌體含有 GE11 肽和 let-7a，GE11 可與 EGFR 受體結(jié)合。使用近紅外染料 DiR 標(biāo)記外泌體， 并通過體內(nèi)成像系統(tǒng)和體外檢測(cè)外泌體遷移過程發(fā)現(xiàn)，到達(dá)腫瘤細(xì)胞的外泌體中，含有 GE11 的外泌體是對(duì)照組的 3 倍。且注射組小鼠在組織學(xué)上未發(fā)現(xiàn)明顯損傷。

此外，和對(duì)照組 (注射對(duì)照 miRNA 的外泌體) 相比，含有 let-7a 的 GE11 陽(yáng)性外泌體顯著抑制了腫瘤的生長(zhǎng) (let-7a 是一個(gè)腫瘤抑制 miRNA, 通過下調(diào) HMGA2 或 RAS 家族成員，如 K-Ras、H-Ras 和 N-Ras 的表達(dá)來抑制腫瘤的發(fā)展)。表明了，GE11 陽(yáng)性外泌體可促進(jìn)體內(nèi)治療分子 (如 let-7a) 向表達(dá) EGFR 的腫瘤細(xì)胞傳遞。

圖 4. 外泌體治療的策略^[11]

■ 利用外泌體研制抗腫瘤疫苗

腫瘤來源的外泌體 (Tumor-derived exosomes, TEX) 對(duì)免疫系統(tǒng)具有雙重作用，即免疫抑制或免疫刺激作用。TEX 能干擾樹突狀細(xì)胞 (DCs) 的成熟，減弱 NK 細(xì)胞的活化作用，將巨噬細(xì)胞轉(zhuǎn)化為促腫瘤表型。在黑色素瘤小鼠模型實(shí)驗(yàn)中，接受裝載有半乳糖神經(jīng)酰胺/卵蛋白外泌體治療的小鼠，表現(xiàn)出早期的 T 細(xì)胞反應(yīng)及腫瘤生長(zhǎng)抑制。來自多發(fā)性骨髓瘤 (MM) 細(xì)胞的外泌體被用于刺激 MM 細(xì)胞系的抗腫瘤免疫反應(yīng)和預(yù)防性免疫�；颊哐�清中富集的 TEXs 可能為 DCs 疫苗接種提供一個(gè)優(yōu)化的、個(gè)體特異性的抗原來源。如何充分利用 TEXs 的優(yōu)勢(shì)，揚(yáng)長(zhǎng)避短，調(diào)節(jié)腫瘤免疫，還需要進(jìn)一步研究。

外泌體的研究與日俱增，但是其合成、分泌和攝取的分子機(jī)制仍然有很多未知，還需要大量的科學(xué)研究，為更好的應(yīng)用提供堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。

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