肿瘤微环境中的外泌体：新的治疗途径

袁静萍，袁修学，阎红琳*

（1武汉大学人民医院病理科，武汉 430060；2武汉科技大学基础医学院病理学与病理生理学系，武汉430065）

肿瘤微环境中的外泌体：新的治疗途径

袁静萍1，袁修学2，阎红琳1*

（1武汉大学人民医院病理科，武汉 430060；2武汉科技大学基础医学院病理学与病理生理学系，武汉430065）

肿瘤微环境参与了癌症的发生、发展和对治疗的反应，近年来研究发现外泌体在肿瘤微环境中发挥重要作用。外泌体（exosomes）是一类直径30～100nm的囊泡小体，包含蛋白质，脂类和功能性RNA分子等。肿瘤来源的外泌体（cancer cell derived exosomes，CCEs）是肿瘤微环境中的重要成员，可以促使成纤维细胞和间质细胞向肌成纤维细胞分化，重塑细胞外基质，诱导上皮间质转化（epithelial mesenchymal transition，EMT），帮助肿瘤细胞免疫逃逸，引发血管生成，从而促进肿瘤的生长和转移。因此，基于肿瘤微环境中外泌体的疗法为肿瘤治疗开辟了新的途径，如干预外泌体的合成或分泌抑制肿瘤转移，作为药物载体转运各种抗癌药物（miRNAs和siRNAs等）以及在免疫治疗中避免被免疫系统识别和清除等。

外泌体；肿瘤微环境；外泌体疗法

肿瘤发生、发展是一个多因素、多阶段、多环节参与的复杂过程，在此过程中癌细胞与肿瘤微环境多种成分相互作用[1]。近年来，外泌体在肿瘤微环境中的作用受到广泛关注。外泌体是指来源于细胞内溶酶体微粒内陷形成的多囊泡小体（multivesicular bodies，MVBs），经多囊泡体外膜与细胞膜融合后释放到胞外基质中，直径30～100nm[2]。本文主要对外泌体的生物合成、组成成分及其在肿瘤微环境发展中的作用以及基于外泌体的治疗进行综述。

1 外泌体

三十年前，Pan[3]和Johnstone[4]等在研究网织红细胞的成熟过程中发现一种囊泡可以被体外培养的单层细胞释放，并保留铁传递蛋白受体和许多膜相关蛋白，后来被命名为“外泌体”。由于这些囊泡只是从释放的细胞中转运了一些非必需蛋白及其他分子，因此人们最初认为外泌体是细胞排泄废物的一种方式[5]。直到上世纪90年代中期，外泌体被发现有免疫功能[6]。随着研究的逐渐深入，外泌体已被证实是正常生理或重要的生物过程中细胞间通讯的一种手段，如炎症反应、细胞增殖、免疫反应和神经功能等，其与血栓形成、糖尿病和动脉粥样硬化的发病机制有关，也与肝脏疾病、神经退行性疾病、癌症等疾病的发展和进展密切相关[2]。

1.1 外泌体的生物合成

外泌体来源于多种细胞，人体中几乎所有种类的细胞都可以分泌外泌体，包括肥大细胞、树突状细胞、B淋巴细胞、神经细胞、脂肪细胞、内皮细胞和上皮细胞等[7]。值得注意的是，肿瘤细胞产生和分泌的外泌体比正常细胞更多。外泌体广泛存在于多种体液，包括血液、羊水、尿液、腹水、脑脊液、乳汁、唾液、淋巴和胆汁[2]。理解外泌体的生物合成机制可以揭示重要的生物过程，从而开发新的基于细胞外囊泡的治疗方法用于多种疾病的早期发现和治疗。经典的外泌体合成途径主要包括两个步骤：内涵体向内出芽，形成出芽小泡；并释放到MVBs。该过程主要依赖于转运必需内体分选复合物（endosomal sorting complex required for transport，ESCRT）系统[8]。ESCRT系统由ESCRT-0、ESCRT-Ⅰ、ESCRT-ⅠⅠ和ESCRT-ⅠⅠⅠ四个复合物与其它一些辅助组分构成。ESCRT-0的主要功能是识别和富集底物，与早期内涵体外表面的特异性受体通过泛素化结合位点结合，以向内出芽的方式选择性的将部分细胞浆包裹形成管腔内小泡（intraluminal vesicles，ⅠLVs）；ESCRT-Ⅰ的主要功能是与ESCRT-Ⅱ一起促使ⅠLVs形成出芽小泡，而ESCRT-Ⅲ则负责剪切芽体的颈部，使其与内涵体质膜分离，从而将小泡释放到内涵体腔内，完成出芽过程，形成成熟的晚期内涵体，即MVBs[8]。在随后的过程中，一部分MVBs被转运至溶酶体被降解，而另一部分MVBs则被转运至细胞膜表面并与其融合，释放内含物到细胞外微环境，这些被释放到细胞外环境的囊泡小体即称为外泌体[8]。

1.2 外泌体的内含物

根据外泌体内含物的最新数据库显示，各种生物和细胞中的外泌体总计含有4563种蛋白质、194种脂类、1639种mRNA和764 种miRNAs[9]。蛋白质含量在很大程度上取决于外泌体的细胞来源并以某些分子种类居多，如定位和融合蛋白（如四跨膜蛋白、乳凝集素、整联蛋白等），胞质酶（如GAPDH、过氧化物酶、丙酮酸激酶、乳酸脱氢酶等），分子伴侣（如HSP60、HSP70、HSP90等热休克蛋白和小热休克蛋白），膜运输蛋白（如Rab蛋白、ARF GTP酶和膜联蛋白），细胞骨架蛋白（如肌动蛋白和微管蛋白），信号转导蛋白（如蛋白激酶和异源三聚体G蛋白）[10]。脂类也是外泌体的主要成分，其富含胆固醇、甘油、甘油磷脂、磷脂、鞘脂类以及糖基神经酰胺（包括鞘磷脂和神经酰胺）等[11]。对于脂类含量较多的外泌体，其功能主要为脂质载体，负责携带生物活性脂质运输到受体细胞[11]。除了蛋白质和脂类，外泌体还含有众多功能性RNA分子，包括mRNAs和非编码RNAs，如微小RNAs（microRNA，miRNAs）和长链非编码RNAs（long noncoding RNAs，lncRNAs）。外泌体通过与靶细胞膜融合，将mRNA、miRNA和lncRNAs转移到位于肿瘤微环境或远端的受体细胞，通过靶细胞内化后，这些功能RNA分子可以充当肿瘤抑制因子或癌基因，特别是miRNAs，已有大量证据证明外泌体中的miRNAs在促进肿瘤发展、侵袭转移中发挥重要功能[12,13]。

2 肿瘤来源的外泌体在肿瘤微环境发展中的作用

肿瘤微环境通常包括成纤维细胞、免疫细胞、炎症细胞、内皮细胞、周细胞、间质细胞以及细胞外基质成分等，在晚期肿瘤中，血管、淋巴管和神经也属于微环境。肿瘤微环境的演变由多种因素共同作用[14]：①恶性肿瘤细胞的遗传不稳定性：这些恶性肿瘤细胞不断释放携带基因和其他生物活性分子的外泌体，参与肿瘤的进展；②环境刺激：包括内源性肿瘤生长引起的应激刺激，如缺氧、酸中毒或氧化应激；③炎症和免疫反应。其中肿瘤来源的外泌体（cancer cell derived exosomes，CCEs）在肿瘤与间质细胞间通讯中起重要作用，导致肿瘤微环境的成熟和肿瘤的生长繁殖。

2.1 肿瘤来源的外泌体在肿瘤相关成纤维细胞生成中的作用

肿瘤相关成纤维细胞（tumor associated fibroblasts，TAFs）是许多肿瘤，包括结肠、胰腺和乳腺肿瘤微环境中最突出的细胞类型，并在肿瘤间质相互作用中发挥关键作用。TAFs形成的内在机制似乎与成纤维细胞、上皮细胞和内皮细胞（通过上皮间质转化epithelial to mesenchymal transition，EMT）、周细胞，骨髓循环成纤维细胞和间充质干细胞分化成的肌成纤维细胞的形成有关[15]。肿瘤生长因子-β1（tumour growth factor-beta 1，TGF-β1）和成纤维细胞生长因子-2（fibroblast growth factor-2 ，FGF-2）在肌成纤维细胞的分化过程中发挥促进作用，包括细胞骨架排列介导的细胞表型变化、细胞外基质翻转和生长因子的产生[15,16]。有趣的是，Webber等[16]发现，成纤维细胞向肌成纤维细胞分化只需要癌细胞外泌体的TGF-β，进一步强调了外泌体在肿瘤间质变化中的作用。还有研究显示，来自卵巢癌细胞或乳腺癌细胞分泌的外泌体能够将脂肪组织的间充质干细胞向肌成纤维样细胞分化[17,18]。此外，TAFs将大量生物活性分子，如HGF、ⅠL-6、PDGF、前列腺素、蛋白酶和miRNA释放到细胞外基质，体现其在物质运输中的作用[19]。Luga和 Wrana[20]发现TAFs来源的外泌体通过激活自分泌Wnt-PCP信号促进乳腺癌细胞的活性、运动和转移。Sidhu等[21]还发现肺癌细胞释放的外泌体含有大量细胞外基质金属蛋白酶（matrix metalloproteinases，MMPs）诱导因子EMMPRⅠN。外泌体释放的活性EMMPRⅠN可激活基质MMPs在成纤维细胞中的表达，导致肿瘤转移[21]。

2.2 外泌体在细胞外基质重塑中的作用

在肿瘤发展过程中，细胞外基质的重塑将推进肿瘤恶性进展。如前所述，CCEs分泌的多种分子可以诱导成纤维细胞向肌成纤维细胞分化，肌成纤维细胞则可调节微环境（如ECM的降解和细胞外透明质酸产量增加）促进癌细胞的侵袭[22]。TAFs细胞表型的改变还会导致α-平滑肌肌动蛋白（α-smooth muscle actin，α-SMA）的生成增加，进一步促使细胞外基质变得僵硬[15]。有证据显示，乳腺癌细胞在缺氧时分泌的外泌体能够刺激局部粘附形成，增强细胞外基质降解，促进癌细胞浸润到基质，导致肿瘤细胞侵袭转移至肺[22]。此外，CCEs还可分泌释放基质金属蛋白酶（matrixmetalloproteinase，MMPs），该蛋白酶可降解细胞外基质，促进癌细胞的侵袭和转移。例如，来自21D1细胞的外泌体含有丰富的MMPs（如MMP1和MMP19），这些MMPs可以降解如明胶纤连蛋白和胶原蛋白，并与高级别癌症侵袭有关[23]。黑色素瘤和纤维肉瘤细胞来源的外泌体释放的 MT1-MMP 可以降解胶原蛋白，促进癌转移[24]。

2.3 外泌体在EMT中的作用

肿瘤转移的过程极其复杂，涉及到多个步骤：①EMT；②基底膜的破裂；③细胞通过邻近组织迁移；④通过血管和淋巴管转移；⑤癌细胞转移至其它组织部位；⑥新的肿瘤微环境的形成（有利于继发性肿瘤生长）。外泌体在转移过程中的作用主要依靠第一、二步，间接依靠第五步[15]。在EMT过程中，随着肿瘤微环境中僵硬度的增加，上皮细胞可能通过失去细胞间的连接和细胞极性获得间质表型[15]。该事件的内在机制涉及细胞骨架的变化和下调E-cadherin的表达。有趣的是，来自低氧性前列腺癌细胞外泌体的蛋白参与了细胞粘附连接和细胞骨架重构通路，提示外泌体介导前列腺癌细胞侵袭性的增加[25]。在另一项研究中，Jeppesen等[26]在一种体内转移模型中研究了外泌体中蛋白质的成分，他们发现转移性细胞来源的外泌体显著增加，且含有大量EMT过程的相关蛋白，如波形蛋白、酪蛋白激酶ⅠⅠ、膜联蛋白A2等，以及其他参与细胞运动和细胞间信号传导的蛋白。近年来研究发现，间充质干细胞分泌的外泌体通过激活蛋白激酶B信号通路诱导上皮间质转化，明显提高胃癌-27细胞侵袭和迁移[27]。

2.4 外泌体在肿瘤微环境的免疫反应中的作用

一般来说，早期肿瘤微环境类似于伤口未愈合的环境。在免疫反应中，肿瘤微环境包含先天免疫细胞和适应性免疫细胞，前者如巨噬细胞、中性粒细胞、肥大细胞、髓源性抑制细胞、树突状细胞、自然杀伤细胞，后者如T和B淋巴细胞。然而，在肿瘤微环境中更多表达的免疫细胞是肿瘤相关巨噬细胞和T淋巴细胞，外泌体在癌细胞与免疫细胞之间的相互作用中发挥重要作用，是平衡肿瘤微环境中免疫介质的激活水平、表达与调节的重要角色，决定炎症反应或抗肿瘤免疫的发生[28]。因此，外泌体对肿瘤具有双重作用，既可以发挥抗肿瘤免疫的作用，又可帮助肿瘤免疫逃逸。Wolfers等[29]研究发现，CCEs可将携带的肿瘤相关抗原转运至树突细胞，树突细胞摄取抗原后，引发 CD8+T细胞依赖的抗肿瘤免疫效应。此外，CCEs转运的miRNA可能像配体一样通过结合Toll样受体（Toll-like receptor，TLR）触发炎症反应[30]。然而，来源于多种肿瘤，包括胸膜恶性间皮瘤和前列腺癌的外泌体，还能够抑制淋巴细胞或自然杀伤细胞的增殖[31,32]。Lundholm等[33]发现，前列腺癌细胞释放的外泌体可以下调CD8+T细胞和NK细胞的活化受体，从而促进肿瘤细胞免疫逃逸。还有研究显示鼻咽癌细胞来源的外泌体可以募集CD4 T，且诱导T细胞分化异常，使初始T细胞更多地向调节性T细胞分化，降低其向辅助性T细胞的分化能力，从而导致CD4 T分化为调节性T细胞，参与肿瘤的外周免疫耐受[34]。

2.5 外泌体在肿瘤血管新生中的作用

肿瘤进展中的血管形成可能由肿瘤微环境中的缺氧、营养耗尽、炎症反应等引起。血管生成过程指的是从已有的毛细血管或毛细血管后静脉发展而形成新的血管，主要包括：激活期血管基底膜降解，血管内皮细胞的激活、增殖、迁移，重建形成新的血管和血管网，这是一个涉及多种细胞（如内皮细胞和周细胞）和多种分子（如血管内皮生长因子VEGF、FGF、TGF-β、PDGF、ⅠL-8等）的复杂过程[35]。最近的研究表明，肿瘤细胞在缺氧条件下释放的外泌体有利于刺激血管生成[35]。黑色素瘤细胞分泌的含miRNA-9的外泌体被内皮细胞内化，通过JAK-STAT信号通路的激活促进肿瘤血管生成和转移[36]。在另一项研究中，来自转移性乳腺癌细胞分泌的外泌体中含有多种血管生成的miRNAs，如miRNA-210，其表达与乳腺癌总体生存率呈负相关[37]。此外，Kucharzewska等[38]发现来自缺氧性脑肿瘤多形性胶质母细胞瘤细胞的外泌体富含多种血管生成刺激分子，如ⅠL-8和PDGF，与血管生成密切相关。

3 外泌体疗法的潜在治疗价值

基于外泌体在肿瘤微环境及疾病进展中的作用，外泌体在抗癌治疗方面具有重大意义。

首先，由于CCEs可以携带多种肿瘤相关因子，我们可以干预外泌体的分泌或消除血液循环中的外泌体。Ostrowski等[39]发现敲除Rab27或其效应器（SYTL4 和EXPH5）能够抑制HeLa细胞中外泌体的分泌。GW4869S，一种鞘磷脂酶2抑制剂（调节神经酰胺的生物合成，促使外泌体向内出芽），能抑制外泌体介导的肿瘤生长和转移[30]。最近，一项称为“自适应透析亲和平台技术（adaptive dialysis-like affinity platform technology，ADAPTTM）”的血液滤过治疗方案被提出用于除去血液循环中的外泌体：当病人的血液通过ADAPTTM系统时，血浆成分通过多孔纤维，与固定化的亲和剂相互作用，从而使靶分子被选择性地吸附，而血细胞和未结合的血清成分则能够通过系统[40]。

其次，外泌体可以作为转运各种抗癌药物（如miRNAs和siRNAs等）的载体。外泌体作为药物载体有多个优点：①由于外泌体来自自体肿瘤细胞，它们可能比人工转运载体具有更少的免疫原性，因此，当药物转运到靶细胞时毒性最小。②外泌体有磷脂双分子层，可直接与靶细胞膜融合，从而提高包裹的药物在细胞中的内化。③外泌体具有较小的尺寸，该特点使其避免被单核吞噬细胞系统吞噬，并促进其在肿瘤血管中的外渗以及在肿瘤组织中的扩散[41]。例如，外泌体转运的肿瘤抑制性miRNAs—miR-143和let-7a能够分别抑制体内前列腺癌和乳腺癌的生长[42,43]。此外，将阿霉素装载入外泌体或模拟外泌体的纳米囊泡中能够抑制结肠癌和乳腺癌移植瘤的体内生长[44,45]。

最后，由于CCEs以及免疫系统成分均参与抗原呈递，天然抗原的转运和免疫应答的调节。外泌体携带的某些必需性表面分子可以避免在循环中被免疫系统识别和清除，这使得外泌体成为免疫治疗应用的理想手段。Andre 等[46]在体外实验中将病人腹水中肿瘤来源外泌体与自身已被激活的树突细胞加入病人外周血，发现大部分患者外周血中抗肿瘤特异性淋巴细胞出现扩增现象。 Koyama等[47]用编码结核分枝杆菌抗原的质粒转染B16黑色素瘤细胞，并收集带有致病性抗原的外泌体，注射到小鼠足垫体。他们发现这些外泌体能够明显诱发对B16肿瘤细胞的细胞免疫，并抑制同源B16荷瘤小鼠的肿瘤生长。

4 小结与展望

CCEs通过转运各种蛋白质、脂类和功能RNA分子调节肿瘤微环境中细胞间的通信，从而在肿瘤发生、发展过程中发挥重要作用。基于肿瘤微环境中外泌体的疗法为肿瘤治疗开辟了新的途径，然而仍有许多问题需要解决，如外泌体的提取纯化技术还需要进一步完善，外泌体作为药物载体在临床的有效性还需进一步验证等。因此，以外泌体为基础的癌症诊断和治疗策略还有很长的路要走。

[1] Wu T, Dai Y. Tumor microenvironment and therapeutic response. Cancer lett, 2017, 387: 61-68.

[2] M HR, Bayraktar E, G KH, et al. Exosomes: From garbage bins to promising therapeutic targets. Ⅰnt J Mol Sci, 2017, 18(3): pii: E538.

[3] Pan BT, Teng K, Wu C, et al. Electron microscopic evidence for externalization of the transferrin receptor in vesicular form in sheep reticulocytes. J Cell Biol, 1985, 101(3): 942-948.

[4] Johnstone RM, Adam M, Hammond JR, et al. Vesicle formation during reticulocyte maturation. Association of plasma membrane activities with released vesicles (exosomes). J Biol Chem, 1987, 262(19): 9412-9420.

[5] Johnstone RM. The Jeanne Manery-Fisher Memorial Lecture 1991. Maturation of reticulocytes: formation of exosomes as a mechanism for shedding membrane proteins. Biochem Cell Biol, 1992, 70(3-4): 179-190.

[6] Raposo G, Nijman HW, Stoorvogel W, et al. B lymphocytes secrete antigen-presenting vesicles. J Exp Med, 1996, 183(3): 1161-1172.

[7] Thery C, Zitvogel L, Amigorena S. Exosomes: composition, biogenesis and function. Nat Rev Ⅰmmunol, 2002, 2(8): 569-579.

[8] Adell MA, Vogel GF, Pakdel M, et al. Coordinated binding of Vps4 to ESCRT-ⅠⅠⅠ drives membrane neck constriction during MVB vesicle formation. J Cell Biol, 2014, 205(1): 33-49.

[9] Mathivanan S, Fahner CJ, Reid GE, et al. ExoCarta 2012: database of exosomal proteins, RNA and lipids. Nucleic Acids Res, 2012, 40 (Database issue): D1241-1244.

[10] Thery C, Ostrowski M, Segura E. Membrane vesicles as conveyors of immune responses. Nat Rev Ⅰmmunol, 2009, 9(8): 581-593.

[11] Record M, Carayon K, Poirot M, et al. Exosomes as new vesicular lipid transporters involved in cell-cell communication and various pathophysiologies. Biochim Biophys Acta, 2014, 1841(1): 108-120.

[12] Valadi H, Ekstrom K, Bossios A, et al. Exosome-mediated transfer of mRNAs and microRNAs is a novel mechanism of genetic exchange between cells. Nat Cell Biol, 2007, 9(6): 654-659.

[13] Gezer U, Ozgur E, Cetinkaya M, et al. Long non-coding RNAs with low expression levels in cells are enriched in secreted exosomes. Cell Biol Ⅰnt, 2014, 38(9):1076-1079.

[14] Hanahan D, Weinberg RA. Hallmarks of cancer: the next generation. Cell, 2011, 144(5): 646-674.

[15] Otranto M, Sarrazy V, Bonte F, et al. The role of the myofibroblast in tumor stroma remodeling. Cell Adh Migr, 2012, 6(3): 203-219.

[16] Webber J, Steadman R, Mason MD, et al. Cancer exosomes trigger fibroblast to myofibroblast differentiation. Cancer Res, 2010, 70(23): 9621-9630.

[17] Cho JA, Park H, Lim EH, et al. Exosomes from ovarian cancer cells induce adipose tissue-derived mesenchymal stem cells to acquire the physical and functional characteristics of tumor-supporting myofibroblasts. Gynecol Oncol, 2011, 123(2): 379-386.

[18] Cho JA, Park H, Lim EH, et al. Exosomes from breast cancer cells can convert adipose tissue-derived mesenchymal stem cells into myofibroblast-like cells. Int J Oncol, 2012, 40(1): 130-138.

[19] Thuma F, Zoller M. Outsmart tumor exosomes to steal the cancer initiating cell its niche. Semin Cancer Biol, 2014, 28: 39-50.

[20] Luga V, Wrana JL. Tumor-stroma interaction: Revealing fibroblast-secreted exosomes as potent regulators of Wnt-planar cell polarity signaling in cancer metastasis. Cancer Res, 2013, 73(23): 6843-6847.

[21] Sidhu SS, Mengistab AT, Tauscher AN, et al. The microvesicle as a vehicle for EMMPRⅠN in tumor-stromal interactions. Oncogene, 2004, 23(4): 956-963.

[22] Chowdhury R, Webber JP, Gurney M, et al. Cancer exosomes trigger mesenchymal stem cell differentiation into pro-angiogenic and pro-invasive myofibroblasts. Oncotarget, 2015, 6(2): 715-731.

[23] Endres M, Kneitz S, Orth MF, et al. Regulation of matrix metalloproteinases (MMPs) expression and secretion in MDA-MB-231 breast cancer cells by LⅠM and SH3 protein 1 (LASP1). Oncotarget, 2016, 7(39): 64244-64259.

[24] Hakulinen J, Sankkila L, Sugiyama N, et al. Secretion of active membrane type 1 matrix metalloproteinase (MMP-14) into extracellular space in microvesicular exosomes. J Cell Biochem, 2008, 105(5): 1211-1218.

[25] Ramteke A, Ting H, Agarwal C, et al. Exosomes secreted under hypoxia enhance invasiveness and stemness of prostate cancer cells by targeting adherens junction molecules. Mol Carcinog, 2015, 54(7): 554-565.

[26] Jeppesen DK, Nawrocki A, Jensen SG, et al. Quantitative proteomics of fractionated membrane and lumen exosome proteins from isogenic metastatic and nonmetastatic bladder cancer cells reveal differential expression of EMT factors. Proteomics, 2014, 14(6): 699-712.

[27] Gu H, Ji R, Zhang X, et al. Exosomes derived from human mesenchymal stem cells promote gastric cancer cell growth and migration via the activation of the Akt pathway. Mol Med Rep, 2016, 14(4): 3452-3458.

[28] Grivennikov SI, Greten FR, Karin M. Immunity, inflammation, and cancer. Cell, 2010, 140(6): 883-899.

[29] Wolfers J, Lozier A, Raposo G, et al. Tumor-derived exosomes are a source of shared tumor rejection antigens for CTL cross-priming. Nat Med, 2001, 7(3): 297-303.

[30] Fabbri M, Paone A, Calore F, et al. MicroRNAs bind to Toll-like receptors to induce prometastatic inflammatory response. Proc Natl Acad Sci U S A, 2012, 109(31): E2110-2116.

[31] Bobrie A, Colombo M, Raposo G, et al. Exosome secretion: molecular mechanisms and roles in immune responses. Traffic, 2011, 12(12):1659-1668.

[32] Clayton A. Cancer cells use exosomes as tools to manipulate immunity and the microenvironment. Oncoimmunology. 2012, 1(1): 78-80.

[33] Lundholm M, Schröder M, Nagaeva O, et al. Prostate tumor-derived exosomes down-regulate NKG2D expression on natural killer cells and CD8+ T cells: mechanism of immune evasion.PloS One, 2014, 9(9): e108925.

[34] Mrizak D, Martin N, Barjon C, et al.Effect of nasopharyngeal carcinoma-derived exosomes on human regulatory T cells.J Natl Cancer Ⅰnst, 2014, 107(1): 363.

[35] Katoh M. Therapeutics targeting angiogenesis: genetics and epigenetics, extracellular miRNAs and signaling networks (Review). Ⅰnt J Mol Med, 2013, 32(4): 763-767.

[36] Zheng JS, Huang T, Yang J, et al. Marine N-3 polyunsaturated fatty acids are inversely associated with risk of type 2 diabetes in Asians: a systematic review and meta-analysis. PloSOne, 2012, 7(9): e44525.

[37] Camacho L, Guerrero P, Marchetti D. MicroRNA and protein profiling of brain metastasis competent cell-derived exosomes. PloS One, 2013, 8(9): e73790.

[38] Kucharzewska P, Christianson HC, Welch JE, et al. Exosomes reflect the hypoxic status of glioma cells and mediate hypoxia-dependent activation of vascular cells during tumor development. Proc Natl Acad Sci USA, 2013, 110(18): 7312-7317.

[39] Ostrowski M, Carmo NB, Krumeich S, et al. Rab27a and Rab27b control different steps of the exosome secretion pathway. Nat Cell Biol, 2010, 12(1):19-30; sup pp 1-13.

[40] Logozzi M, De Milito A, Lugini L, et al. High levels of exosomes expressing CD63 and caveolin-1 in plasma of melanoma patients. PloS One, 2009, 4(4): e5219.

[41] Wang Z, Chen JQ, Liu JL, et al. Exosomes in tumor microenvironment: novel transporters and biomarkers. J Transl Med, 2016, 14(1): 297.

[42] Kosaka N, Ⅰguchi H, Yoshioka Y, et al. Competitive interactions of cancer cells and normal cells via secretory microRNAs. J Biol Chem, 2012, 287(2): 1397-1405.

[43] Ohno SⅠ, Takanashi M, Sudo K, et al. Systemically injected exosomes targeted to EGFR deliver antitumor microRNA to breast cancer cells. Mol Ther, 2013, 21(1): 185-191.

[44] Tian Y, Li S, Song J, et al. A doxorubicin delivery platform using engineered natural membrane vesicle exosomes for targeted tumor therapy. Biomaterials, 2014, 35(7): 2383-2390.

[45] Jang SC, Kim OY, Yoon CM, et al. Bioinspired exosome-mimetic nanovesicles for targeted delivery of chemotherapeutics to malignant tumors. ACS Nano, 2013, 7(9): 7698-7710.

[46] Andre F, Schartz E, Movassagh M, et al. Malignant effusions and immunogenic tumour-derived exosomes. Lancet, 2002, 360(9329): 295-305.

[47] Koyama Y, Ⅰto T, Hasegawa A, et al. Exosomes derived from tumor cells genetically modified to express Mycobacterium tuberculosis antigen: a novel vaccine for cancer therapy. Biotechnol Lett, 2016, 38(11): 1857-1866.

Exosomes in tumor microenvironment: new therapeutics avenues

Yuan Jingping1, Yuan Xiuxue2, Yan Honglin1*
(Department of Pathology, Renmin Hospital of Wuhan University,Wuhan, 430060, China; Department of pathology and pathophysiology, Medical College, Wuhan University of Science and Technology, Wuhan, 430065, China)

Tumor microenvironment is involved in tumor initiation, progression, and response to therapy, in which exosomes play important roles. Exosomes are small cell derived vesicles with a diameter of 30-100 nm which contain proteins, lipids and functional RNAs. Cancer cell derived exosomes (CCEs) are critical components in the tumor microenvironment. They promote tumor growth and metastasis through facilitating the differentiation of fibroblasts and mesenchymal cells into myofibroblasts, remodeling extracellular matrix, inducing epithelial mesenchymal transition (EMT), enabling tumor cells escape from the immune system and triggering angiogenesis. Therefore, targeting CCEs in tumor microenvironment may provide new strategy for cancer therapy, for example, interference with the synthesis or secretion of CCEs to inhibit tumor metastasis, CCEs as carriers for targeted drug delivery (miRNAs and siRNAs, etc.), and application in immunotherapy to avoid recognition and clearance by immune system.

Exosomes; tumor microenvironment; exosome-based therapeutics

R730.22

A DOⅠ：10.16705/ j. cnki. 1004-1850.04.012

2017-03-18

2017-07-20

国家自然科学基金（31600866）；武汉大学自主科研项目（2042016kf0116）

袁静萍，女（1974年），汉族，主任医师

*通讯作者(To whom correspondence should be addressed)：honglin1229@163.com