外泌体在卵巢癌中的研究进展

李玉娟，赵树立，谢静燕

(1.南京医科大学附属南京医院 妇科,江苏 南京 210006； 2.南京医科大学附属南京医院 中心实验室,江苏 南京 210006)

·综 述·

外泌体在卵巢癌中的研究进展

李玉娟1，赵树立2，谢静燕1

(1.南京医科大学附属南京医院 妇科,江苏 南京 210006； 2.南京医科大学附属南京医院 中心实验室,江苏 南京 210006)

卵巢癌是死亡率居首位的女性生殖系统恶性肿瘤。外泌体是由细胞内多囊泡与细胞膜融后释放到细胞外环境中的一种直径在30～100 nm的小囊泡。越来越多的研究发现外泌体是细胞间通讯的关键因子，在肿瘤细胞及肿瘤微环境的物质和信号交流中发挥重要作用。外泌体在卵巢癌的发生发展中亦有重要的调控作用，可能成为卵巢癌诊断和治疗的新靶点。

外泌体； 卵巢癌； 综述

目前越来越多的研究表明,肿瘤细胞与其周围的肿瘤微环境是肿瘤进展的关键因素。外泌体(exosomes)是小型的细胞外囊泡，是细胞间通讯的关键因子，其在肿瘤细胞及肿瘤微环境的物质和信号交流中发挥重要作用。卵巢癌是死亡率居首位的女性生殖系统恶性肿瘤，并有其独特的转移途径，近来许多研究都发现外泌体在卵巢癌的发生发展过程中起重要作用。作者就外泌体在卵巢癌中的研究进展作一综述，以此阐述外泌体在卵巢癌的临床诊断、预后应用及其潜在的治疗价值。

1 外泌体的生物学特性

外泌体于1983年在绵羊的网织红细胞中被首次发现[1]，是圆盘状的膜性囊泡，直径在30～100 nm。1987年Johnstone等[2]推荐使用exosomes这一名称。外泌体源于细胞膜的内陷，形成包含膜蛋白的早期内涵体(endosomes)，内涵体进一步向内凹陷包裹细胞质中的蛋白和RNAs，在细胞质内形成多囊泡(multivesicular bodies)，多囊泡与细胞膜融合将外泌体释放至细胞外基质中[3]。

外泌体可以在细胞培养上清液中、各种体液如尿液、血液和腹水中分离得到。虽然许多细胞都可以分泌外泌体，但是有数据显示在癌症情况下外泌体的释放量是增多的。外泌体内载有大量肿瘤细胞来源的蛋白质、mRNA、 miRNA等生物信息，并带有相应的肿瘤抗原，其除了能够在免疫细胞之间呈递蛋白质抗原与信号分子以外，还能在将功能性蛋白和(或)RNAs转运给受体细胞时远距离传递细胞间的信息，从而在细胞通讯和肿瘤微环境中起到重要的作用[4]。

2 外泌体与卵巢癌

近来外泌体在卵巢癌患者的腹水中被证实存在[5- 7]，不像其他的实体肿瘤，卵巢癌很少通过血管播散，但是很容易转移至腹膜。这种独特的转移机制也带来了新的研究思路，因此，更好认识腹水微环境对我们研究卵巢癌生物学是至关重要的，并且可能具有重要的临床应用价值。

2.1 卵巢癌来源外泌体的成分

卵巢癌来源的外泌体承载多种生物活性物质，包括各种蛋白质和RNAs，这些物质决定了外泌体的功能与特性。其中Tsg101、Rab、Rap、Annexin与细胞内转运以及外泌体的形成有关[8- 9]；EpCAM[10]、L1CAM[11]、整合素(Integrin)[8]、唾液酸糖蛋白(Sialoglycoproteins)和N- glycans[12]、四跨膜蛋白(Tetraspanin)、CD9及CD63[8- 9]与卵巢癌细胞连接和靶细胞的选择相关。MHC Ⅰ和Ⅱ[13]、热休克蛋白(如HSP60、70、90)[8,14- 15]与肿瘤免疫调节相关。miR- 21、 miR141、miR200a 、 miR- 200c、 miR- 200b、miR- 203、miR- 205、miR- 214在卵巢癌来源的外泌体中表达显著升高[16]，let- 7a- f、miR- 200a- c与卵巢癌的侵袭有关[17]。通过研究外泌体承载的蛋白以及RNAs等物质，可以研究外泌体的形成并有助于发现更有效的分离和鉴定外泌体的方法，同时可以通过鉴定起源细胞而作为对应肿瘤标志物，并为日后治疗提供特异性的靶点。然而想要确定特定外泌体的蛋白或RNAs是否来自于特定的细胞或疾病需要大样本的研究，现在研究人员可以通过网络的免费数据库来共享和比较他们的研究成果，比如ExoCarta数据库(www.exocarta.org)，为外泌体的研究提供了很好的交流平台[4]。

2.2 外泌体在卵巢癌发生发展中的作用

外泌体在卵巢癌细胞及其肿瘤微环境之间起到重要的信号介导作用[18]，在血管生成、转移、耐药和免疫反应中都具有广泛的生物学功能[19]。Kobayashi等[17]发现卵巢癌的腹膜转移与外泌体的释放有关。卵巢癌腹水来源的外泌体能够通过L1- CAM降低特异性细胞表面黏附分子从而脱离原发肿瘤[20]。Safaei等[21]研究表明，顺铂耐药的卵巢癌细胞通过改变溶酶体高表达转运蛋白ATP7A、ATP8A，从而排出抗肿瘤药物。卵巢癌患者血浆来源的外泌体可以表达免疫抑制因子如IL- 10和TGFβ1来调节T调节细胞的功能[13]，而卵巢癌患者腹水来源的外泌体可以诱导外周血淋巴细胞和树突状细胞的凋亡，从而破坏机体抗肿瘤免疫力[7]。

2.3 外泌体作为卵巢癌的生物标志物

虽然CA125作为卵巢癌的标志物被广泛应用，但不是所有的卵巢癌患者CA125水平都会升高[22]，因此需要找到新的早期肿瘤特异性诊断标志物。外泌体具有若干独特的优势：(1)十分稳定(冷冻、冷藏、溶解状态能保持多年)；(2)量大(每毫升血浆108- 13外泌体)；(3)具有肿瘤特异性；(4)与肿瘤期别及预后相关；(5)血液和尿液中的外泌体检测较侵入性的活检有很大优势[4]。通过比较卵巢癌患者和正常人群的外泌体，发现在外泌体数量和蛋白含量上都有显著的区别，TGFβ1 和MAGE3/6在恶性卵巢肿瘤中普遍存在，而在良性肿瘤中很少表达[23]。63例卵巢癌中有32例发现Claudin- 4阳性的外泌体，而50个正常对照中只有1例为阳性，提示Claudin- 4为具有高敏感性和特异性的指标[24]。其他指标如CD24和EpCAM也在卵巢癌中表达，成为潜在的诊断标志物[25]。

化疗耐药是卵巢癌治疗的主要障碍。从顺铂耐药的卵巢癌细胞株2008/C13*5.25提取的外泌体中发现，高水平的顺铂输出转运蛋白如MRP2、ATP7A、ATP8A能够通过外泌体途径输出顺铂[21]。此外有研究发现miR- 21- 3p与卵巢癌细胞顺铂耐药有关[26]，从而可以作为卵巢癌患者顺铂治疗有效性的预测指标。目前有人研究化疗前后外泌体的水平变化，表明对化疗无效的患者外泌体的水平没有变化，而对化疗有效的患者外泌体水平有显著改变，提示外泌体的含量可以有效预测化疗的有效性[23]。

除了蛋白，外泌体还含有RNAs，将miRNA检测用于诊断恶性肿瘤已经被广泛接受[27]。Taylor等[16]首先提出通过检测血液中外泌体miRNA的方法诊断卵巢癌，将miR- 21、miR- 141、 miR- 200a、 miR- 200c、 miR- 200b、 miR- 205和miR- 214 用作诊断 miRNAs,发现外泌体的miRNA的增殖与肿瘤miRNA的增殖一致；更重要的是，卵巢癌患者血浆外泌体中miRNA的水平显著高于良性对照组，而且在正常对照组中没有测出，同时miR- 200c、miR- 214的表达与肿瘤分期有关，这些提示外泌体miRNA的增殖不仅可以作为早期诊断的指标，也可用于卵巢癌的肿瘤分期。

还有研究发现外泌体不仅可以作为miRNA的运输工具，还有促进miRNA提前成熟的作用。有研究发现RNaseⅢ基因家族成员Dicer，一个miRNA加工处理过程中的关键部件，在肿瘤来源的外泌体中表达并通过改变受体细胞的转录组从而激发非肿瘤细胞向肿瘤细胞转变，这将为以外泌体为基础的诊断和治疗提供新的机遇[28]。

2.4 外泌体作为卵巢癌的治疗靶点

目前一些研究已经评价了选择性靶向消除循环中的外泌体来治疗癌症的效果，Marleau等[29]使用类似透析的原理，利用亲和平台技术装置将抗原特异性的外泌体与相应的抗体或亲和剂结合并被清除。而Hurley等[30]则发现Rab 家族成员在外泌体的生成及传代中起关键作用，比如Rab5在调控多囊泡和早期内泌体的形成中起重要作用，Rab27a调控多囊泡与细胞膜的融合并将外泌体释放，如果靶向抑制Rab27a可以使得与内泌体相关的外泌体显著减少或消失，这将可能成为新的治疗靶点。

此外外泌体能产生抗肿瘤免疫反应[31]。Raposo等[32]最先报道了外泌体在获得性免疫功能中的作用，他们利用外泌体作为抗原激发体内T细胞相关的免疫作用，达到长期的肿瘤特异性保护功能。Escudier等[33]通过患者自体树突状细胞与黑色素瘤相关抗原3(MAGE3)相互作用后产生的外泌体，制备相应的疫苗用于治疗转移性黑色素瘤已被证明是可行的。在卵巢癌中，具有浸润性T细胞患者的5年生存率明显高于没有这些T细胞的患者[34]。将卵巢癌腹水来源的外泌体与Toll样受体3激动剂结合，可以提高晚期卵巢癌化疗患者的无进展生存期[35]。以上都为外泌体用于肿瘤免疫治疗提供了依据和方向。

外泌体还可以作为药物的载体，增加药物的稳定性和生物利用度[36]。Munagala等[37]用牛奶的外泌体作为药物载体治疗肿瘤。Saari等[38]发现外泌体作为药物载体可以增强紫杉醇在前列腺癌中的毒性作用。Cai等[39]发现姜黄素与雷公藤甲素可以诱导卵巢癌细胞的凋亡。以上研究表明外泌体与药物组合可能成为卵巢癌治疗的新方向。

综上所述，外泌体对卵巢癌的生长、侵袭和转移等生物学行为具有重要的调控作用，但具体作用机制有待进一步研究。随着研究的深入及相关实验技术的发展，外泌体在卵巢癌诊断、治疗及预后相关领域的成果可能在未来逐步应用于临床，为卵巢癌的诊治开辟新的方向。

[1] PAN B T,JOHNSTONE R M.Fate of the transferrin receptor during maturation of sheep reticulocytesinvitro:selective externalization of the receptor[J].Cell,1983,33(3):967- 978.

[2] JOHNSTONE R M,ADAM M,HAMMOND J R,et al.Vesicle formation during reticulocyte maturation.Association of plasma membrane activities with released vesicles (exosomes)[J].J Biol Chem,1987,262(19):9412- 9420.

[3] THÉRY C.Exosomes:secreted vesicles and intercellular communications[J].F1000 Biol Rep,2011,3:15.

[4] TANG M K,WONG A S.Exosomes:emerging biomarkers and targets for ovarian cancer[J].Cancer Lett,2015,367(1):26- 33.

[5] BRETZ N P,RIDINGER J,RUPP A K,et al.Body fluid exosomes promote secretion of inflammatory cytokines in monocytic cells via Toll- like receptor signaling[J].J Biol Chem,2013,288(51):36691- 36702.

[6] BATTKE C,RUISS R,WELSCH U,et al.Tumour exosomes inhibit binding of tumour- reactive antibodies to tumour cells and reduce ADCC[J].Cancer Immunol Immunother,2011,60(5):639- 648.

[7] PENG P,YAN Y,KENG S.Exosomes in the ascites of ovarian cancer patients:origin and effects on anti- tumor immunity[J].Oncol Rep,2011,25(3):749- 762.

[8] LIANG B,PENG P,CHEN S,et al.Characterization and proteomic analysis of ovarian cancer- derived exosomes[J].J Proteomics,2013,80:171- 182.

[9] KELLER S,KÖNIG A K,MARMÉ F,et al.Systemic presence and tumor- growth promoting effect of ovarian carcinoma released exosomes[J].Cancer Lett,2009,278(1):73- 81.

[10] RUNZ S,KELLER S,RUPP C,et al.Malignant ascites- derived exosomes of ovarian carcinoma patients contain CD24 and EpCAM[J].Gynecol Oncol,2007,107(3):563- 571.

[11] STOECK A,KELLER S,RIEDLE S,et al.A role for exosomes in the constitutive and stimulus- induced ectodomain cleavage of L1 and CD44[J].Biochem J,2006,393(Pt 3):609- 618.

[12] ESCREVENTE C,GRAMMEL N,KANDZIA S,et al.Sialoglycoproteins and N- glycans from secreted exosomes of ovarian carcinoma cells[J].PLoS One,2013,8(10):e78631.

[13] SZAJNIK M,CZYSTOWSKA M,SZCZEPANSKI M J,et al.Tumor- derived microvesicles induce,expand and up- regulate biological activities of human regulatory T cells (Treg)[J].PLoS One,2010,5(7):e11469.

[14] ANDRE F,SCHARTZ N E,MOVASSAGH M,et al.Malignant effusions and immunogenic tumour- derived exosomes[J].Lancet,2002,360(9329):295- 305.

[15] BARD M P,HEGMANS J P,HEMMES A,et al.Proteomic analysis of exosomes isolated from human malignant pleural effusions[J].Am J Respir Cell Mol Biol,2004,31(1):114- 121.

[16] TAYLOR D D,GERCEL- TAYLOR C.MicroRNA signatures of tumor- derived exosomes as diagnostic biomarkers of ovarian cancer[J].Gynecol Oncol,2008,110(1):13- 21.

[17] KOBAYASHI M,SALOMON C,TAPIA J,et al.Ovarian cancer cell invasiveness is associated with discordant exosomal sequestration of Let- 7 miRNA and miR- 200[J].J Transl Med,2014,12:4.

[18] GE R,TAN E,SHARGHI- NAMINI S,et al.Exosomes in cancer microenvironment and beyond:have we overlooked these extracellular messengers?[J].Cancer Microenviron,2012,5(3):323- 332.

[19] BEACH A,ZHANG H G,RATAJCZAK M Z,et al.Exosomes:an overview of biogenesis,composition and role in ovarian cancer[J].J Ovarian Res,2014,7:14.

[20] GUTWEIN P,STOECK A,RIEDLE S,et al.Cleavage of L1 in exosomes and apoptotic membrane vesicles released from ovarian carcinoma cells[J].Clin Cancer Res,2005,(7):2492- 2501.

[21] SAFAEI R,LARSON B J,CHENG T C,et al.Abnormal lysosomal trafficking and enhanced exosomal export of cisplatin in drugresistant human ovarian carcinoma cells[J].Mol Cancer Ther,2005,4(10):1595- 1604.

[22] ZHANG B,CAI F F,ZHONG X Y.An overview of biomarkers for the ovarian cancer diagnosis[J].Eur J Obstet Gynecol Reprod Biol,2011,158(2):119- 123.

[23] SZAJNIK M,DERBIS M,LACH M,et al.Exosomes in plasma of patients with ovarian carcinoma:potential biomarkers of tumor progression and response to therapy[J].Gynecol Obstet (Sunnyvale),2013,29(Suppl 4):3.

[24] LI J,SHERMAN- BAUST C A,TSAI- TURTON M,et al.Claudin- containing exosomes in the peripheral circulation of women with ovarian cancer[J].BMC Cancer,2009,9:244.

[25] IM H,SHAO H,PARK Y I,et al.Label- free detection and molecular profiling of exosomes with a nano- plasmonic sensor[J].Nat Biotechnol,2014,32(5):490- 495.

[26] PINK R C,SAMUEL P,MASSA D,et al.The passenger strand,miR- 21- 3p,plays a role in mediating cisplatin resistance in ovarian cancer cells[J].Gynecol Oncol,2015,137(1):143- 151.

[27] LU J,GETZ G,MISKA E A,et al.MicroRNA expression pro- files classify human cancers[J].Nature,2005,435(7043):834- 838.

[28] MELO S A,SUGIMOTO H,O'Connell J T,et al.Cancer exosomes perform cell- independent microRNA biogenesis and promote tumorigenesis[J].Cancer Cell,2014,26(5):707- 721.

[29] MARLEAU A M,CHEN C S,JOYCE J A,et al.Exosome removal as a therapeutic adjuvant in cancer[J].J Transl Med,2012,10:134.

[30] HURLEY J H,ODORIZZI G.Get on the exosome bus with ALIX[J].Nat Cell Biol,2012,14(7):654- 655.

[31] KANDALAFT L E,MOTZ G T,DURAISWAMY J,et al.Tumor immune surveillance and ovarian cancer:lessons on immune mediated tumor rejection or tolerance[J].Cancer Metastasis Rev,2011,30(1):141- 151.

[32] RAPOSO G,NIJMAN H W,STOORVOGEL W,et al.B lymphocytes secrete antigen- presenting vesicles[J].J Exp Med,1996,183(3):1161- 1172.

[33] ESCUDIER B,DORVAL T,CHAPUT N,et al.Vaccination of metastatic melanoma patients with autologous dendritic cell (DC) derivedexosomes:results of the first phase Ⅰ clinical trial[J].J Transl Med,2005,3(1):10.

[34] ZHANG L,CONEJO- GARCIA J R,KATSAROS D,et al.Intratumoral T cells,recurrence,and survival in epithelial ovarian cancer[J].N Engl J Med,2003,348(3):203- 213.

[35] NAVABI H,CROSTON D,HOBOT J,et al.Preparation of human ovarian cancer ascites- derived exosomes for a clinical trial[J].Blood Cells Mol Dis,2005,35(2):149- 152.

[36] SUN D,ZHUANG X,XIANG X,et al.A novel nanoparticle drug delivery system:the anti- inflammatory activity of curcumin is enhanced when encapsulated in exosomes[J].Mol Ther,2010,18(9):1606- 1614.

[37] MUNAGALA R,AQIL F,JEYABALAN J,et al.Bovine milk- derived exosomes for drug delivery[J].Cancer Lett,2016,371(1):48- 61.

[39] CAI Y Y,LIN W P,LI A P,et al.Combined effects of curcumin and triptolide on an ovarian cancer cell line[J].Asian Pac J Cancer Prev,2013,14(7):4267- 4271.

(本文编辑：周兰波)

2016- 08- 08

2016- 12- 06

国家自然科学基金资助项目(81572557)；南京市医学科技发展专项资金资助项目(ZKX15029)

李玉娟(1983-),女，江苏南京人，主治医师，在读博士研究生。E- mail:lyj0324nj@163.com.

谢静燕 E- mail:xiejingyan2001@163.com.

李玉娟,赵树立,谢静燕.外泌体在卵巢癌中的研究进展[J].东南大学学报:医学版,2017,36(2):282- 285.

R737.31

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1671- 6264(2017)02- 0282- 04

10.3969/j.issn.1671- 6264.2017.02.030