微泡在恶性肿瘤转移中的研究进展

王婉婉，宋景双，李佳乐，孙达欣

桂林医学院附属医院乳腺甲状腺外科，广西壮族自治区 桂林 541000

恶性肿瘤的发病率逐年增高，远处转移是威胁恶性肿瘤患者生存及预后的重要因素。微泡在恶性肿瘤转移中意义重大，探索微泡在恶性肿瘤中的转移途径及分子机制，是抗肿瘤治疗的基石。本文对微泡促进恶性肿瘤转移的研究进展进行综述。

1 微泡的生物学特性和特异性标志物

肿瘤细胞可以产生多种细胞外囊泡，根据其生物学特性、物理学特性和功能特点等，可以将细胞外囊泡分为外泌体（直径50～100 nm）和微泡（直径100～1000 nm）两种主要类型[1-2]。细胞膜向外萌发和分裂膜泡可产生微泡，微泡广泛存在于外周血、尿液和腹腔积液等各种体液中，其功能和组成成分取决于微泡的起源细胞[3]，微泡中存在的致癌基因、生长因子受体、内切蛋白受体、组织相容性抗原复合体Ⅰ类分子、蛋白酶、细胞因子等多种分子，可通过促进蛋白质、RNA和微小RNA（microRNA，miRNA）等生物活性分子的转移，引起受体细胞表型和功能的变化，在肿瘤侵袭、转移、炎症、凝血和干细胞更新和扩展中发挥重要作用[4-5]。微泡表面可携带特定的标志物——细胞外基质金属蛋白酶诱导物（extracellular matrix metalloproteinase inducer，EMMPRIN）CD147。CD147是一种糖基化跨膜蛋白，由两个免疫球蛋白结构域组成，可刺激肿瘤相关成纤维细胞产生基质金属蛋白酶（matrix metalloproteinase，MMP）[1-2]。Aoki等[6]的研究结果显示，肉瘤细胞来源的微泡可释放CD147，从而激活远离肿瘤细胞的某些位点处的成纤维细胞产生MMP，MMP可降解细胞外基质并破坏基底膜，促进恶性肿瘤细胞的增殖和扩散，在肿瘤细胞的侵袭和转移中发挥重要作用[1,6]。微泡可作为生物信号分子CD147的载体，并可能通过上调MMP的表达，促进肿瘤细胞的侵袭和转移。

微泡可作为各种蛋白的载体，部分蛋白可以特异性地存在于微泡表面，Menck等[1]的研究表明，EMMPRIN可以以高度糖基化形式作为微泡的标志物，激活肿瘤细胞p38/促分裂原活化的蛋白激酶（mitogen-activated protein kinase，MAPK）信号通路，而肿瘤来源的微泡可通过高度糖基化的EMMPRIN直接促进肿瘤细胞的侵袭和转移。Zhang等[7]的研究显示，携带CD147的原发性肝癌细胞来源的微泡孵育后，可促进成纤维细胞产生基质金属蛋白酶2（matrix metalloproteinase 2，MMP2）[6,8]。表明CD147可能是一种新型的特异性肿瘤标志物，有助于早期评估恶性肿瘤患者的预后，从而调整治疗方案，提高患者的生活质量。

2 微泡促进肿瘤转移的机制

微泡可携带肿瘤转移信号分子，从而促进恶性肿瘤细胞的侵袭和转移。研究表明，微泡在晚期肺癌、卵巢癌和前列腺癌患者血清中的表达水平高于健康人群[9]，其可通过细胞内信号传导，将蛋白质、信使RNA（messenger RNA，mRNA）和干扰小RNA（small interfering RNA，siRNA）转运至细胞内，从而影响邻近的肿瘤细胞。Zhao等[10]的研究结果显示，黑色素瘤来源的微泡孵育后，成纤维细胞可通过胞外信号调节激酶1（extracellular signalregulated kinase 1，ERK1）/胞外信号调节激酶2（extracellular signal-regulated kinase 2，ERK2）激活依赖性的方式，上调血管细胞黏附分子-1（vascular cell adhesion molecule-1，VCAM-1）的表达；而高转移性黑色素瘤细胞来源的微泡，可进一步增强这种效果。微泡可通过激活成纤维细胞，上调VCAM-1的表达，促进高度转移性黑色素瘤细胞与成纤维细胞结合，提高黑色素肿瘤细胞的侵袭能力，表明微泡可通过生物学信号促进肿瘤转移。Muralidharan-Chari等[5]的研究结果表明，高转移性小鼠黑素瘤B16细胞自发脱落的细胞膜衍生的微泡，与弱转移性小鼠黑素瘤B16细胞融合时，可激活弱转移性小鼠黑素瘤B16细胞，并将其转移至肺部；此外，微泡还可将仅表达于侵袭性胶质瘤细胞的表皮生长因子受体Ⅲ（epidermal growth factor receptorⅢ，EGFRvⅢ）转移至非侵袭性肿瘤细胞，导致受体细胞表现出MAPK和蛋白激酶B（protein kinase B，PKB，又称AKT）两种活化信号通路，EGFRvⅢ还可通过上调血管内皮生长因子（vascular endothelial growth factor，VEGF）、抗凋亡蛋白等的表达，使受体细胞发生形态转变，并促进胶质瘤细胞的转移。研究显示，微泡可抑制急性髓细胞性白血病患者自然杀伤细胞的活性，并可增强慢性淋巴细胞白血病患者对化疗的耐药性[11]。由此可见，微泡可通过多种生物分子促进多种恶性肿瘤细胞的转移，未来有可能成为恶性肿瘤的常规检测项目，从而提高恶性肿瘤患者的早期诊断率。

2.1 微泡促进肿瘤血管生成

肿瘤血管生成是恶性肿瘤发生发展过程中的重要机制。一方面，微泡可通过促进肿瘤血管生成来促进恶性肿瘤细胞的侵袭和转移。Treps等[12]研究显示，胶质母细胞瘤释放的携带生物分子的微泡，可促进肿瘤血管生成并增加血管通透性。Szubert等[13]研究表明，微泡可作为媒介和载体携带CD147，促进VEGF的分泌，从而促进卵巢癌的血管生成。另一方面，微泡可通过携带遗传物质促进肿瘤血管生成过程。研究表明，内皮祖细胞来源的微泡可通过运送磷脂酰肌醇3-羟激酶（phosphatidylinositol 3-hydroxy kinase，PI3K）/AKT信号通路相关的mRNA，激活肿瘤血管生成过程[14]，此外，血小板来源的微泡还可通过激活有丝分裂蛋白激酶途径，促进恶性肿瘤的血管生成[15]。研究显示，体外毛细血管生成和体内血管生成机制表明，单核细胞来源的微泡具有很强的亲血管增生活性，该种来源的微泡的分泌物可以促进肿瘤血管生成[16]。

2.2 血小板来源的微泡

Liang等[17]的研究显示，与正常细胞相比，肺癌A549细胞和血小板来源的微泡孵育后，miRNA-223可被快速转移至肺癌A549细胞中，使血小板miRNA-223可以抑制抑癌基因EPB41L3的表达，促进A549细胞侵袭和转移。表明血小板来源的微泡可以作为介质，抑制抑癌基因的表达，从而促进肺癌的进展。在肺癌A549细胞中，血小板来源的微泡可以上调细胞周期蛋白D2的表达，促进肺癌细胞增殖[17-18]。Janowska-Wieczorek等[18]的研究发现，血小板来源的微泡可通过上调基质金属蛋白酶 9（matrix metalloproteinase 9，MMP9）、VEGF 等血管生成因子的表达，上调mRNA的表达；血小板来源的微泡还可通过促进纤维蛋白原和人脐静脉内皮细胞的黏附，将CD41转移至多种肺癌细胞内，从而促进有丝分裂蛋白激酶p42/p44激活和丝氨酸/苏氨酸激酶的磷酸化，上调膜型基质金属蛋白酶-1（membrane type 1-matrix metalloproteinase，MT1-MMP）的表达，从而促进肺癌细胞的增殖；此外，血小板来源的微泡还可提高侵入性乳腺癌细胞的体外侵袭能力，促进乳腺癌的进展。研究显示，血小板来源的微泡可以将CD41转移至乳腺癌细胞表面，提高肿瘤细胞对内皮细胞的黏附能力，促进有丝分裂蛋白激酶和AKT信号通路的磷酸化，促进侵入性乳腺癌MDA-MB-231和BT-549细胞产生MMP，从而促进乳腺癌细胞侵袭基底膜及基质[19]。由此可见，微泡定量和定性的变化可能对血液学恶性肿瘤的诊断、预后和疾病监测有重要价值。

2.3 微泡创建肿瘤微环境

微泡在细胞与细胞间的通信中可以发挥广泛的生物功能，肿瘤细胞与肿瘤基质相互作用可改变微环境，促进肿瘤进展。Muralidharan-Chari等[5]研究表明，侵袭性前列腺癌PC3细胞系释放的微泡，可促进胞外信号调节激酶（extracellular signalregulated kinase，ERK）的磷酸化，上调MMP9的表达，提高细胞的增殖能力和微环境中成纤维细胞的抗凋亡性；而活化的成纤维细胞来源的微泡，可促进前列腺癌PC3细胞的侵袭和转移，进一步表明前列腺癌来源的微泡可以激活肿瘤微环境中的基质细胞。肺癌细胞来源的微泡也可激活和吸引间质纤维母细胞和内皮细胞，促进肿瘤细胞生长。成纤维细胞是肿瘤基质的主要成分，肿瘤来源的微泡对促进成纤维细胞的侵袭和转移有重要意义，而活化的成纤维细胞也可以通过释放微泡来促进肿瘤细胞的迁移和侵袭，成纤维细胞可通过对肿瘤细胞的调控，参与肿瘤的发生发展过程，其生长因子、趋化因子和细胞外基质也可促进肿瘤血管生成[5,20-21]。肿瘤来源的微泡存在于血浆和血清等体液中，因此，对微泡蛋白的分析可有助于识别某些生物标志物从而有助于早期诊断肿瘤[3]。

3 小结与展望

微泡作为一种特殊的细胞外囊泡，广泛存在于各种体液中，微泡携带着大量的生物学信息，且其获取方式基本无创伤性，在临床肿瘤生物标志物的检测中具有广阔的应用前景。正常细胞和恶性肿瘤细胞均可以产生微泡，但产生的微泡的数量和性质不同，其携带的生物标志物也不相同。早发现、早诊断、早治疗是恶性肿瘤患者预后良好的前提，微泡因具有磷脂双分子层结构，能够与靶细胞膜融合，从而将抗肿瘤药物转运至细胞内，因此，拥有靶向特性的微泡，可能会作为靶向药物抗肿瘤治疗的良好载体。

局部侵袭和远处转移是恶性肿瘤患者预后不良的重要因素，微泡可以作为载体携带促进恶性肿瘤细胞侵袭和转移的生物学信号或生物分子，从而促进恶性肿瘤的转移，可能作为预测恶性肿瘤患者预后的生物标志物。此外，微泡还可以促进肿瘤血管生成，而血管生成是肿瘤转移的重要条件。因血小板来源的微泡在肿瘤转移中具有独特的作用，可能作为特异性肿瘤标志物在血液相关恶性肿瘤的诊断和治疗中发挥重要作用，但目前关于这方面的研究仍较少。也有部分学者提出，减少微泡的数量可促进恶性肿瘤的转移，但尚需进一步的研究进行验证，目前，关于微泡促进恶性肿瘤转移机制的研究仍不充分，将在未来的研究中继续进行。