血小板RNA与肿瘤

仲金秋,曹玉珠,沈培亮,张婷婷,王爱云,2， 陈文星,2，陆 茵,2

(1.南京中医药大学药学院，江苏省中药药效与安全性评价重点实验室,江苏 南京 210023;2.南京中医药大学 江苏省中医药防治肿瘤协同创新中心，江苏 南京 210023)

血小板RNA与肿瘤

仲金秋1,曹玉珠1,沈培亮1,张婷婷1,王爱云1,2， 陈文星1,2，陆 茵1,2

(1.南京中医药大学药学院，江苏省中药药效与安全性评价重点实验室,江苏 南京 210023;2.南京中医药大学 江苏省中医药防治肿瘤协同创新中心，江苏 南京 210023)

血小板是人体中重要的无核血细胞，生理状态下主要发挥止血和促进伤口愈合的作用。此外，血小板也参与了多种病理过程，主要包括炎症、血管生成、组织再生以及肿瘤的恶性发展等。目前，大量研究显示血小板在肿瘤发生发展中发挥着极其重要的作用，并且参与了肿瘤发生发展的多个过程。最新的研究证明肿瘤微环境中血小板RNA水平发生明显改变并且影响着肿瘤的发展进程。该文综述了近几年报道的在肿瘤微环境中肿瘤细胞对血小板RNA影响及其可能产生的病理效应的相关研究。为临床肿瘤检测以及基于RNA进行血小板与肿瘤之间交互作用的研究提供一定指导。

血小板；肿瘤；RNA；微囊泡；内皮细胞；液体活检正常机体中血小板主要通过释放和聚集功能发挥促凝血以及促进伤口愈合的作用。而在肿瘤微环境中，大量研究揭示了血小板对于肿瘤的增殖、侵袭、血管生成等恶性生物学行为都具有促进作用[1]。但是以往对于肿瘤微环境中血小板的研究多集中于血小板聚集、黏附以及释放功能，最新的研究显示肿瘤微环境中血小板RNA水平会发生明显的改变，并且这些RNA对于肿瘤的恶性发展具有着重要的作用[2-3]。血小板作为人体内第二大血细胞，虽然是一种无核的细胞碎片，但是血小板内却包含有丰富的RNA，包括：信使RNA(messenger RNA, mRNA)、转运RNA(Transfer Ribonucleic Acid, tRNA)、核糖体RNA(ribosomal RNA, rRNA)、核仁小分子RNA(small nucleolar RNA, snoRNA)、微小核糖核酸(microRNA, miRNA)等大量的RNAs，其中miRNA最丰富，占血小板总RNA的80%[4]，并且在血小板中发挥剪接和转录的重要功能。已有大量的研究证实[5-6]，在激活的血小板中RNA被翻译成蛋白能够发挥一定的作用。最新的研究显示，血小板与肿瘤细胞之间存在RNA交互作用，并且血小板可能通过携带肿瘤细胞来源的RNA对机体远端产生重要的影响[2,3,7]。

1 正常机体内血小板RNA的生理作用

众所周知，血小板在正常机体中主要起到促进凝血的作用，有研究显示血小板被激活后能有效地将RNA翻译成蛋白质，从而改变自身的蛋白质水平，发挥着促凝血、抗炎等多种生理功能[8]。Landry等[9]研究发现血小板能够通过自身的microRNA网络调节P2Y12受体的表达，从而影响血小板的聚集能力。Denis等[10]研究也发现血小板整合素以及血小板表面受体激活后能够精确切除IL-1β的pre-mRNA中的内含子。Shashkin等[11]发现在脂多糖刺激后，血小板pro-IL-1β的mRNA水平发生改变，IL-1β蛋白质表达上调，激活的血小板能够发挥抵抗细菌感染的作用。此外，当凝血酶激活血小板时，血小板将miRNA-223释放入血，这些miRNA-223被HUVECs吞噬后能够调节HUVECs中基因的表达并且影响内皮细胞的功能[5]。

2 肿瘤微环境中血小板RNA的作用

2.1 肿瘤微环境对血小板RNA水平的影响 大量研究显示肿瘤细胞能够分泌含有RNA的外泌体[12-15]，这些RNA不仅与肿瘤自身的发生发展有关[16]，当这些外泌体被肿瘤细胞释放到血液中，血液中的血小板会吞噬这些外泌体并获得外泌体中含有肿瘤来源的RNA，从而改变了血小板中RNA的水平[3]。Calverly等[17]证明，在转移性肺癌患者体内血小板携带的基因水平较非转移性肺癌患者表达存在显著性差异，这些差异可能是由于肿瘤微环境中的外泌体对于血小板的影响。并且Risitano等[18]通过体外共孵育系统验证了血小板和血管内皮细胞之间的相互作用是血小板通过释放微粒将GFP标记的RNA转运至单核细胞和内皮细胞中，而发挥调节单核细胞和内皮细胞的功能。已有研究证明血小板中RNA的改变是调节血小板功能的物质基础[19]，当这些血小板被激活时就会释放包含肿瘤来源RNA的微囊泡至受体细胞，从而影响受体细胞的功能。总结近年来最新的研究发现，肿瘤细胞通过将包含自身RNA的外泌体释放入血，血液中的血小板吞噬含有肿瘤RNA的外泌体，从而改变血小板中的RNA水平。一方面血小板具有翻译RNA的功能，这些肿瘤来源的RNA能够在血小板中被表达，从而影响血小板的一些生物功能，例如炎症、血管生成、组织再生等；另一方面，血小板也可以通过血小板微粒的释放，将RNA转运至远端，对受体细胞发挥作用，例如影响内皮细胞功能、促进血管生成以及促进肿瘤细胞侵袭等。

2.2 肿瘤微环境中血小板RNA的生物效应 以往的研究显示，血小板与肿瘤细胞通过多种途径相互影响。一方面，临床研究显示肿瘤患者体内血小板功能和数目发生异常，并且超微结构发生改变[20]；另一方面，大量研究证实肿瘤细胞激活的血小板能够通过其分泌和黏附功能促进肿瘤增殖、转移以及血管生成[1]。但是，肿瘤转移和血小板激活之间的潜在作用机制尚不清楚。Liang等[21]在转移性肺癌患者体内发现患者的血小板功能和数目发生异常，血小板RNA水平也发生了明显的变化。研究显示血小板中具有较高水平的miRNA-223，血小板通过释放包含miRNA-223的微囊泡发挥着调控肺癌细胞侵袭的作用，并且这种调控机制可能与靶向抑制EPB41L3有关。Girardot等[22]在骨髓增生性肿瘤(MPN)病人中发现，血小板中miR-28能够靶向MPL的3′端非翻译区(3′UTR)，抑制MPL的表达水平，调控E2F6、MAP激酶MAPK1/ERK2，发挥调控细胞增殖和凋亡的作用。研究显示在肿瘤微环境中，血小板能够通过释放胞内物质从而促成肿瘤的恶性发展[23-24]。Janowska-Wieczorek等[25-27]采用A549、CRL 2066、CRL 2062、HTB 183、HTB 177五种人源性肺癌细胞以及鼠源性Lewis肺癌细胞研究血小板激活后释放的血小板微囊泡对于肿瘤转移的影响，研究发现血小板释放的微囊泡能够促进MAPK磷酸化以及整合素CD41的表达从而促进肿瘤细胞迁移。肿瘤微环境中血小板中的多种miRNA表达上调，例如miR-21[28]、miR-155[29]、miR-223[21]、miR-28[22]、miR-17-92 cluster[30]等，并且研究显示miR-21、miR-223、miR-28能够促进肿瘤细胞增殖、侵袭等[21-22,31]，miR-17-92能够促进肿瘤细胞DNA甲基环从而促进肿瘤恶性发展[32]。

Fig 1 肿瘤微环境中血小板RNA作用示意图

Tab 1 Platelet RNA disorders and cancer

ImplicatedRNAUp⁃regulatedintumordiseaseEmergingroleintumordiseaseReferencemiRNAmiR⁃21lymphomapromotecellproliferationandinvasion[28，31]miR⁃155lymphomapromotetheinflammation[29，33]miR⁃17⁃92clusterlymphomamediateDNAmethylation[30，32]miR⁃223non⁃smallcelllungcancerregulatelungcancercellinvasion[21]miR⁃28myeloproliferativeneoplasmsControlcellproliferationandapoptosis[22]mRNAEGFRvIIIgliomaclinicalexaminationindex[7]PCA3prostateclinicalexaminationindex[7]

3 血小板中肿瘤来源RNA的临床意义

有研究显示血小板中RNA水平能够反映出人体潜在的疾病状态。例如，体指数较高的患者在高脂饮食的刺激下，巨核细胞会选择性的输出炎症相关RNA至血小板，导致患者体内血小板中含有较高的炎性相关RNA[22,25]。在肿瘤疾病的临床研究中，早在2011年Nilsson等[7]通过体内外实验验证了肿瘤细胞能将一些RNA转运至血小板中，研究发现从神经胶质瘤和前列腺癌患者体内分离出的血小板中分别包含了神经胶质瘤和前列腺癌的RNA特征指标EGFRvIII和PCA3。2015年发表于Cancer Cell的一项研究表明，肿瘤相关血小板的RNA图谱一方面可以区别健康人以及其他6种癌症患者的血液样本，并且能够定位原发癌症的发生部位；另一方面，RNA图谱还能够用于识别肿瘤携带的突变基因，因而可能具有指导癌症治疗的作用[3]。此外，研究人员所研发的新一代的血小板RNA基因表达图谱以及计算算法，可准确的检测癌症的发生，且准确性可达96%。并且血小板容易获得和分离，对病人机体损伤较小，表明血小板RNA检测可能成为一个有效的临床诊断方式，为早期肿瘤发现以及肿瘤的治疗提供新的简单有效肿瘤诊断策略。

4 展望

已有研究显示，血小板RNA无论是通过血小板直接翻译肿瘤来源的RNA改变其蛋白水平，还是通过微囊泡释放到受体细胞，其在血小板功能中都发挥着重要的作用。并且大量的临床研究显示了肿瘤微环境中血小板RNA水平发生了明显的改变，这些变化一方面能够促进肿瘤恶性发展，另一方面，也可能为临床治疗肿瘤提供一定的指导。而在心血管疾病中，患者体内血小板中MRP-8/14已经被证明可以作为心血管疾病的标志物应用于临床检测[34]。虽然已经有大量研究表明肿瘤微环境中血小板RNA发生了明显改变，并且研究已经验证肿瘤相关血小板的RNA图谱能够识别肿瘤携带的突变基因以及定位原发癌症的发生部位，但是目前仍没有明确的研究能够解释在肿瘤微环境中，血小板是否通过简单的吞噬作用转运肿瘤细胞的RNA，并且这种转运是否具有选择性，以及这些RNA是如何影响受体细胞等。这些未知的问题都值得研究者们进行更深入的研究。虽然肿瘤微环境中血小板RNA转运以及在肿瘤患者体内作用的具体机制尚不清楚，但是目前的研究已经提示血小板能够通过调节内皮细胞作用而影响血管健康，并且在肿瘤发展中也发挥着重要的作用[35]。因此，阐明血小板RNA的作用机制及其对肿瘤发生发展的影响都显得尤为重要，这不仅能够加强对血小板在肿瘤微环境中发挥作用机制的理解[36]，不久的将来，也有可能对肿瘤的诊断和治疗发挥更为重要的作用。

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Platelet RNA and cancer

ZHONG Jin-qiu1, CAO Yu-zhu1, SHEN Pei-liang1,ZHANG Ting-ting1, WANG Ai-yun1，2, CHEN Wen-xing1，2, LU Yin1，2

(1.JiangsuKeyLaboratoryforPharmacologyandSafetyEvaluationofChineseMateriaMedica,SchoolofPharmacy,NanjingUniversityofChineseMedicine,Nanjing210023,China;2.JiangsuCollaborativeInnovationCenterofTraditionalChineseMedicine(TCM)PreventionandTreatmentofTumor，NanjingUniversityofChineseMedicine，Nanjing210023，China)

Platelets are anucleate blood cells best known for their role in hemostasis and wound healing. In addition to hemostasis, platelets are involved in a variety of pathophysiological responses including immune inflammation, angiogenesis, tissue regeneration, and cancer metastasis, and participate in multiple process of tumor development. Recent studies have shown that tumor microenvironment affects the state of RNA in platelets and biology of downstream. This review will focus on our understanding of the possible influence of tumor microenvironment on platelet RNA and the pathological effect, and how this knowledge can guide the development of the interaction between platelets and tumor for clinical application.

platelets; tumor; RNA; microvesicles; endothelial cells; liquid biopsy

时间：2017-3-13 8:38

http://kns.cnki.net/kcms/detail/34.1086.R.20170324.1247.008.html

2016-12-20,

2017-01-20

国家自然科学基金项目资助(No 81403260，81573859，81673725，81673648)，中国博士后科学基金(No 2014M551639)，江苏省博士后项目(1401138C)，2013年江苏高校优秀科技创新团队计划[苏教科(2013)10号文]，江苏高校品牌专业建设工程资助项目PPZY2015A070, 江苏高校中药学优势学科建设工程资助项目(PAPD)[苏政办发(2014)37号文]。江苏省普通高校研究生科研创新计划项目(KYZZ15_0271, KYLX_0972)作者简介：仲金秋(1994-)，女，硕士生，研究方向：活血化瘀中药对血小板介导肿瘤血行转移的整合效应研究,E-mail：ladymagnolia@163.com; 王爱云(1974-)，女，副教授，硕士生导师，研究方向：活血化瘀中药对肿瘤转移的影响,通讯作者,Tel:025-85811237,E-mail：way9815@163.com

10.3969/j.issn.1001-1978.2017.04.004

A

1001-1978(2017)04-0461-04

R-05；R331.124；R342.2；R730.2；R730.4