外泌体源性环状RNA在胃癌中的研究进展

蔡车琴综述 刘琦，彭湃澜审校

早期胃癌患者大多无症状，而出现症状时患者大多已处于中晚期，尽管近年来的手术及其他治疗手段不断提高，但其总体5年生存率仍不到30%[1]，给家庭及社会带来了极大负担。目前，诊断胃癌的首选检查是胃镜下取病理组织活检，亦为诊断胃癌的金标准，但是其侵入性的缺点，限制了适用人群，同时限制了其应用于胃癌大规模筛查。因此，发掘新的高敏感度及特异度的生物标志物用于肿瘤的诊断、监测肿瘤的复发、转移及评估预后具有重要意义。

外泌体是一类在多囊泡体内产生并从不同细胞释放的功能性双层膜性结构，其直径在40～160 nm之间[2]。外泌体天然存在于各种体液中，包括唾液、血液、母乳和尿液，可携带多种生物活性分子，如脂质、蛋白质、环状RNA(circular RNA，circRNA)、长链非编码 RNA(long non-coding RNA, lncRNA)和微小RNA(microRNA，miRNA)等，不需要细胞表达相应受体即可完成细胞之间的信号传导，被视为细胞之间信号通讯的新型传递者[3]。越来越多的研究证实，外泌体在肿瘤生长、血管生成和转移中发挥重要作用[4]。环状RNA是一种广泛存在于真核细胞的共价闭环结构，由于其不存在5’帽端及3’聚A尾端，能抵抗核酶降解而稳定存在于细胞内[5]。目前已有研究证实，环状RNA具有作为miRNA海绵、调节选择性剪接、结合RNA结合蛋白及编码蛋白质的作用，且在肿瘤组织中的表达量与其在正常组织中的表达量具有明显差异[6]。外泌体作为运载体，最后发挥的生物学作用多取决于其内运载的货物[7]，外泌体源性环状RNA利用外泌体与环状RNA稳定特性及表达差异性共同影响胃癌的发生发展，同时在胃癌诊断、治疗及预后评估中起着重要作用。

1 外泌体源性环状RNA与胃癌的发生发展

1.1 外泌体源性环状RNA与肿瘤血管生成 通过血管摄取足够的营养及氧气是肿瘤细胞生长与转移的必要条件。肿瘤微环境(tumour microenvironment，TME)是一个由多种成分组成的复杂微环境，通过影响肿瘤的血管生成、肿瘤细胞转移及侵袭，对肿瘤细胞生存和发展有着重要作用[8]。外泌体源性环状RNA可通过肿瘤微环境诱导血管生成或抗血管生成[9]。如高表达外泌体源性circSHKBP1可促进血管内皮生长因子(vascular endothelial growth factor，VEGF)分泌，诱导胃癌组织中新生血管形成[10]。VEGF具有强大的刺激血管生成的能力，以及增加血管密度和通透性作用，可以促进肿瘤的生长转移[11]。同样，外泌体源性circ29可以调节人脐静脉血管内皮细胞(human umbilical vein endothelial cells，HUVEC)内VEGF水平，影响胃癌新生血管的形成[12]。Lu等[13]也证实Circ-RanGAP1通过miR-877-3p调控血管内皮生长因子A(VEGFA)参与血管形成，从而促进胃癌的转移和侵袭。外泌体源性环状RNA在肿瘤生长及转移中的重要作用提示未来也许可通过干预外泌体源性环状RNA的表达实现新的胃癌治疗方案、改善胃癌患者预后。

1.2 外泌体源性环状RNA与肿瘤转移 尽管针对肿瘤的治疗方式在不断发展，生存率也在明显提高，但癌症仍是我国及发达国家主要死亡原因之一[14]，而肿瘤发生远处转移是导致癌症患者死亡及影响预后的主要原因。原发部位肿瘤细胞通过血管渗入循环，传播至远处组织，在靶位置被捕获之后渗出循环，在此处发生着微观转移到宏观转移的变化，该过程也称为肿瘤的定植[15]。转移前生态位是一种由原发肿瘤部位分泌的外泌体向未来要转移部位发出信号形成的预制微环境，有利于肿瘤向远处转移。有研究报道来源于肝癌细胞的外泌体可借助于整合素促进远处转移前生态位形成，促进肝癌的转移[16]。外泌体作为体内的“邮递员”，其最后的去向及发挥的生物学作用主要取决于其内携带的“信件”[7]。外泌体源性circRanGAP1通过促进血管生成并增加血管通透性促进肿瘤转移，高表达circRanGAP1与胃癌TNM分期、淋巴转移和不良预后存在密切关系[13]。Shi等[17]研究发现，胃癌相关成纤维细胞来源的外泌体源性circ0088300通过与miR-1305作用，可促进胃癌细胞的增殖、迁移和侵袭。还有研究发现，外泌体源性circNEK9可通过与miR-409-3p作用，加速胃癌细胞的侵袭、转移，影响患者预后[18]。Xie等[10]经实验发现将具有circSHKBP1高表达水平胃癌细胞植入裸鼠体内，该类胃癌细胞具有较好的生长趋势及较高的肺转移率，而敲低circSHKBP1则抑制了胃癌细胞的生长，减少胃癌细胞的肺转移。同样circNHSL1在胃癌细胞及胃癌细胞来源的外泌体中均呈高表达状态，可促进胃癌细胞的侵袭及转移，敲低circNHSL1则可抑制这一现象[19]。间充质干细胞(mesenchymal stem cells, MSCs)作为肿瘤微环境的重要组成部分，与肿瘤细胞相互作用，促进肿瘤生长。肿瘤细胞来源的外泌体可以改变间充质干细胞的生物学功能，如诱导脂肪来源间充质干细胞表达circ_0004303，间接促进胃癌(GC)的进展[20]。当然，人体内环境为维持整体平衡，有促进肿瘤发生就有抑制肿瘤进展的存在。胃癌患者体内高表达的外泌体源性circ0044366可显著抑制人脐静脉血管内皮细胞的增殖、迁移，负向调控VEGF，抑制血管的生成和胃癌细胞的转移及侵袭[12]。Wang等[21]发现circITCH在胃癌患者体内也起到抑制胃癌转移的作用。Liu等[22]指出，外泌体源性circ_0001190的过表达可抑制胃癌细胞活力，减少胃癌细胞向周围及远处组织迁移和侵袭，同时，circ_0001190的高表达可抑制胃癌组织血管生成，阻断胃癌细胞的氧供及营养来源；此外，外泌体源性circ_0001190还可通过miR-586/SOSTDC1轴促进GC的细胞凋亡。肿瘤的预后与是否发生转移密切相关，明确肿瘤转移机制及影响肿瘤转移的因素，将有望改善肿瘤患者预后。

2 外泌体源性环状RNA与胃癌的诊断

体液活检具有可重复性、实时性及非侵入性的优点。目前临床广泛应用的传统消化道肿瘤标志物有CA19-9(carbohydrate antigen 19-9)、CEA(carcinoembryonic antigen)、CA-129(carbohydrate antigen 129)等，但传统肿瘤标志物在早期胃癌患者体内的检出率低，用于诊断早期胃癌并不理想[7]。近年来各界对环状RNA的研究逐渐深入，有学者将胃癌患者胃组织与正常胃组织中环状RNA表达水平进行比较发现，有467种环状RNA表达水平不同。其中，214种环状RNA在胃癌组织中显著上调，另外253种环状RNA在胃癌组织中显著下调[23]。环状RNA具有稳定性、高度保守性，其生物学作用与肿瘤的性质、类型及发育阶段存在密切关系[24]。而外泌体的存在使得环状RNA更有能力成为新一代肿瘤生物标志物，Xie等[10]研究发现，circSHKBP1在血清外泌体中的表达水平与其在胃癌组织中的表达水平一致，这在某种程度上提示检测血液中环状RNA与检测胃癌组织的环状RNA具有同效性，Sang等[25]也通过实验发现了circRELL1在外泌体与胃癌组织中表达水平一致的类似现象。另外，Xie等[10]通过进一步实验发现将胃癌组织切除后，血清外泌体中的circSHKBP1的表达水平急剧下降，这意味着血清外泌体源性环状RNA的起源可能是胃癌组织。Tang等[26]通过将直接存在于胃癌患者血浆中的circ-KIAA1244 的表达水平与该患者血浆外泌体中circ-KIAA1244的表达水平进行对比，提出细胞外液中的circ-KIAA1244大部分位于外泌体中。Sun等[27]计算得出了胃癌患者血浆中hsa_circ_0000520 与组织中hsa_circ_0000520在受试者工作特征曲线下面积(area under the curve，AUC)，血浆中hsa_circ_0000520 AUC为0.897，敏感度0.824，特异度0.844，组织中hsa_circ_0000520 AUC 0.613，敏感度0.536，特异度0.857，通过比较发现血浆中的hsa_circ_0000520具有更高的价值，可用于筛查胃癌患者。还有研究者发现，将血浆与组织has_circ_0001017和has_circ_0061276联合用于胃癌诊断，其AUC高达0.996，敏感度、特异度分别可达0.955、0.957[5]，用于诊断胃癌具有极大的潜力。此外，外泌体源性hsa_circ_0065149在健康胃组织、慢性胃炎、肠化生和胃癌等4种不同组织中表达水平各异，作为早期胃癌筛查的分子工具，外泌体源性hsa_circ_0065149的临床应用价值也许较胃癌传统生物标志物更具优势[28]。血浆外泌体源性环状RNA不仅较传统生物标志物具有更高的诊断价值，其低伤害性及低风险操作也解除了胃镜检查对适用人群的限制，在早期胃癌的筛查与胃癌诊断中具有重要临床意义。

3 外泌体源性环状RNA在胃癌预后评估中的作用

癌症的预后与肿瘤TNM分期、是否向周围组织侵犯及是否发生远处转移存在密切关系，胃癌患者体内多种circRNA表达水平都与肿瘤预后存在密切关系。circSHKBP1在胃癌细胞表达明显上调，与TNM晚期、血管侵犯和不良预后相关，通过检测血浆外泌体源性circSHKBP1可协助GC预后的评估[10]。circRanGAP1的表达水平也与胃癌的TNM分期存在密切关系[13]。Shao等[28]研究发现，肿瘤组织生长直径和发生神经侵犯与外泌体源性circ_0065149的表达水平具有显著相关性，外泌体源性circ_0065149低表达水平胃癌患者生存时间较高表达水平者长(P=0.020)。Zhang等[29]发现，胃癌细胞来源的外泌体源性ciRS-133可加速体内褐色脂肪组织的代谢，加速全身性消耗，促进恶病质形成，与晚期胃癌患者预后及生存质量存在密切关系。Yao等[30]还发现环状RNA表达水平与胃癌患者生存期明显相关，总生存期(overall survival，OS)和无病生存期(disease-free survival，DFS)明显较短的胃癌患者，其体内circPVT1表达水平普遍较低。circRNA具有表达稳定性、组织特异性及发育阶段特异性等特点，满足临床对肿瘤标志物所需特性的多项要求，在未来也许对监测肿瘤复发和转移、制定治疗方案、预测术后生存时间等具有重要意义[31-32]。

4 总结与展望

我国的胃癌发病率极高，每年新增胃癌人数庞大，极大威胁着社会居民的生命财产安全。快速高效识别早期胃癌，争取早期根治手术机会、改善预后是胃癌诊治中的重要目标。液体活检具有可重复性、实时性及非侵入性的优点，具有重大临床意义与应用价值。虽然目前已经存在许多对环状RNA及外泌体的研究结果，但外泌体源性环状RNA在胃癌中的具体作用仍需进一步研究，以及未来如何通过干预外泌体源性环状RNA而阻止胃癌进展及改善胃癌患者的预后都是广大研究者需要关注的方向。