外泌体miRNA 在胰腺癌研究中的进展

陈 佳，王 健，金 炜，陈旭东，胡晓波

（1. 上海中医药大学附属龙华医院检验科，上海 200032； 2. 上海市临床检验中心，上海 200126）

胰腺癌（pancreatic cancer，PC）是死亡率极高的消化道恶性肿瘤，早期诊断率不高，患者确诊时往往疾病已发展至晚期，并已发生转移，使患者丧失根治的机会，预后极差，5年生存率仅8%[1-4]。PC的发生、发展受多种因素影响[5]。有研究发现，外泌体在PC发生、发展过程中发挥重要作用[6-11]。外泌体能够作为转运工具，通过其携带的微小RNA（microRNA，miRNA）等分子介导肿瘤细胞间的信息交流，显示出应用于肿瘤诊断和治疗的潜在价值[12]。我们就与PC相关的外泌体miRNA的研究进展作一综述，旨在为进一步认知PC的发生、发展奠定基础。

1 外泌体的生物学特性

外泌体是一种双层膜结构的囊性小泡，直径为30～100 nm，电镜下多呈杯状[13]，源于细胞内吞系统中的多囊泡小体（multivesicular body，MVB），即晚期内体。细胞内MVB在Rab 鸟苷三磷酸酶作用下移动至细胞膜附近并与细胞膜融合，将其包含的多个膜性囊泡释放至胞外，形成外泌体[14]。有研究发现，外泌体可由肿瘤细胞、肥大细胞和树突状细胞等多种细胞分泌，并广泛存在于血液、唾液、乳汁、眼泪、尿液及精液等多种体液中[15]。

外泌体为脂质双分子膜包裹少量胞质的膜性囊泡结构，胞质中含有miRNA、信使RNA（messenger RNA，mRNA）、长链非编码RNA（long non-coding RNA，lncRNA）及蛋白质等多种成分[16]。外泌体可通过与靶细胞的细胞膜融合、胞吞作用等方式将其携带的miRNA、蛋白质等传递到靶细胞中，从而对靶细胞的生理功能产生影响[17]。miRNA是一类由18～25个核苷酸组成的高度保守的内源性单链小分子RNA，由长约70～90个碱基大小、具发夹结构单链RNA前体（pre-microRNA，pre-miRNA）经过Dicer酶作用生成。成熟的miRNA分子与RNA诱导沉默复合体（RNA-induced silencing complex，RISC）结合后，通过与其靶mRNA的3'端非编码区结合，抑制靶mRNA的翻译或导致其降解，进而影响细胞生长、代谢等多种生物学过程[18-23]。

DING等[24]报道了PC细胞PANC-1分泌的外泌体miR-212-3p，通过抑制树突状细胞内调节因子X相关蛋白（regulatory factor X-associated protein，RFXAP）表达，使主要组织相容性复合体Ⅱ类分子（major histocompatibility complex Ⅱ，MHC Ⅱ ）表达下降，引起树突状细胞免疫耐受，从而影响PC的发生、发展。ZHOU等[25]研究发现，PC细胞PANC-1分泌的外泌体miR-203通过下调树突状细胞内Toll样受体4（Toll-like receptor 4，TLR4）的表达，抑制肿瘤坏死因子-α（tumor necrosis factor alpha，TNF-α）表达，导致树突状细胞功能失调，继而调控PC的发生、发展。TOMINAGA等[26]发现外泌体miR-181c进入星形胶质细胞、脑细胞及脑毛细血管内皮细胞后，使磷酸肌醇依赖性蛋白激酶 1（phosphoinositide-dependent protein kinase-1，PDPK1）表达下调，抑制丝切蛋白的磷酸化，并影响其对肌动蛋白的调控，导致血脑屏障被破坏，促进乳腺癌细胞的脑转移。LIU等[27]研究结果显示，肺癌细胞分泌的外泌体miR-21进入受体细胞后能通过活化信号传导与转录激活因子-3（signal transducer and activator of transcription 3，STAT 3），上调血管内皮生长因子（vascular endothelial growth factor，VEGF）的表达水平，促进肺癌细胞的转移和血管生成。ZHANG等[28]报道，星形胶质细胞释放的miR-17-92簇外泌体能抑制靶基因——与张力蛋白同源在人第10号染色体缺失的磷酸酶基因（phosphatase and tensin homolog deleted on chromosome ten，PTEN）的表达，促进肿瘤细胞分泌趋化因子CCL2，抑制肿瘤细胞凋亡并促进增殖，继而增强脑肿瘤的转移能力。BASU等[29]报道，miR-122缺陷的HepG2细胞摄入肝癌细胞株Huh7释放的外泌体miR-122后，降低HepG2细胞生长速度，削弱其增殖能力。上述研究均显示，外泌体miRNA在PC、乳腺癌、肝癌等多种肿瘤的发生、发展过程中发挥重要作用。

2 外泌体miRNA与PC增殖、凋亡及转移

外泌体通过将其携带的miRNA传递至受体细胞，来调控肿瘤的增殖、凋亡及转移过程。CHEN等[30]报道外泌体miR 23b 3p能促进PC细胞的侵袭和迁移。有研究结果显示，胰腺星状细胞可分泌携带miR-451a等miRNA的外泌体，这些外泌体可促进PC细胞增殖和迁移，并上调趋化因子配体CXCL1和CXCL2的表达，而采用外泌体抑制剂GW4869处理后，对PC细胞增殖和迁移的促进作用消失[31]。此外，MIKAMORI等[32]发现，在吉西他滨作用下PC细胞会分泌外泌体miR-155，可抑制肿瘤蛋白P53诱导核蛋白1（tumor protein p53-inducible nuclear protein 1，TP53INP1）的表达，增强PC细胞抗凋亡活性。上述研究显示，外泌体miRNA与PC增殖、凋亡及转移等过程关系密切，为了解PC发生、发展相关机制提供了新的视角，有望为PC治疗提供新的靶点。

3 外泌体miRNA与PC化疗耐药

目前，越来越多的研究表明，外泌体miRNA能促进PC细胞化疗耐药性的产生。有研究发现，细胞内miR-155的表达增加促使胰腺导管腺癌细胞释放外泌体miR-155，引起附近肿瘤细胞抗凋亡活性增强，导致对吉西他滨耐药，阻断外泌体的运输可减少miR-155所致吉西他滨耐药[32]。有研究也发现，在使用吉西他滨治疗PC时，随着上游转录因子Snail的上调，肿瘤相关成纤维细胞释放的外泌体中miR-146a表达增加，导致胰腺癌细胞耐药性增强[33]。

4 外泌体miRNA与PC的诊断

目前，临床主要依靠影像学检查对PC进行定性及定位诊断。此外，临床也常用糖类抗原19-9、癌胚抗原等血清肿瘤标志物进行筛检，然而这些项目的诊断敏感性和特异性均不理想。上述原因使PC的早期诊断率不高，患者确诊时往往疾病已发展至晚期，因此寻找新的早期诊断标志物已成为PC诊治的重点。

QUE等[34]报道PC患者血清外泌体中miR-17-5p和miR-21表达显著升高，有望成为PC的诊断标志物。其中，外泌体miR-21诊断PC的敏感性较高、特异性不强，外泌体miR-17-5p诊断PC的敏感性、特异性均较高，并且外泌体中miR-17-5p的高表达与PC的转移、较晚的TNM分期显著正相关。MADHAVAN等[35]研究发现，83%的PC患者血清外泌体miR-1246、miR-4644、miR-3976和miR-4306表达水平显著升高，并在早期PC患者血清中出现异常高表达，可能成为PC早期诊断的高敏感性标志物。MACHIDA等[36]的研究结果显示，PC患者唾液中异常高表达外泌体miR-1246和miR-4644，将二者进行联合分析，发现与PC高度相关，为诊断PC的潜在生物标志物，具有较高的敏感性和特异性。上述研究显示，外泌体miRNA对PC诊断具有重要意义，但是基于研究样本量少、缺乏普适性等问题，针对外泌体miRNA检测能否成为PC早期诊断标志物，仍有待进一步探索。

5 总结与展望

外泌体作为一种重要的转运工具，通过将其携带的miRNA、蛋白质等分子传递至受体细胞，介导细胞间信息交流，进而影响受体细胞的生长、代谢等多种生理功能。近年的研究发现，外泌体miRNA参与调控PC增殖、凋亡、转移等过程，为了解PC发生、发展相关机制提供了新视角，有望为PC治疗和早期诊断提供新的方向。目前，针对外泌体miRNA与PC相关性的研究屈指可数，对外泌体miRNA在PC中作用的认知仍较局限，有待进一步深入探索。