前列腺癌（prostate cancer，PCa）的发病率位居全球男性恶性肿瘤的第2位，仅次于肺癌。虽然中国相较于欧美国家发病率偏低，但近年来PCa的发病率呈持续上升趋势。晚期前列腺癌因去势抵抗性和骨转移性严重影响前列腺癌患者的生存质量，至今尚未有良好的治疗方法来提其生存率。外泌体作为由细胞释放的具有磷脂双分子层结构的小囊泡能够输送不同类型的货物靶向特定细胞调节其生物特性。研究发现来源于PCa细胞系、血浆、组织及尿液中的外泌体蛋白能改变受体细胞的生物学状态，从而在PCa的发生发展和耐药等过程中发挥重要作用。
近日，来自赣南医学院第一附属医院的张国玺教授团队的研究人员在Frontiers in Oncology杂志上发表了“The Potential Role of Exosomal Proteins in Prostate Cancer”的综述（2022 Jun 7;12:873296），重点介绍了不同样本来源的前列腺癌外泌体蛋白（prostate cancer-derived exosomal proteins，PCaDEPr）在肿瘤发生发展过程中的含量差异以及在PCa的生物起始、肿瘤侵袭、靶点微环境和癌症耐药中的潜在作用。PCaDEPr可能成为肿瘤分子治疗的潜在靶点和外泌体研究的新方向。该文章的通讯作者是赣南医学院第一附属医院张国玺教授、邹军荣博士，第一作者为赣南医学院第一临床医学院冯上志硕士、楼克成硕士。
外泌体是由细胞分泌的直径在30~150 nm的膜性小囊泡，其通过携带蛋白质和核酸等多种生物大分子参与细胞间的信号交流，调节机体的病理生理过程。外泌体中的蛋白质包括内体蛋白、血浆蛋白和核蛋白。与细胞内蛋白相比，外泌体中的蛋白具有更高的糖基化水平。此外，外泌体携带膜运输蛋白和融合蛋白，如RabGTPases、 Annexin、flotillins、微小囊泡形成蛋白Alix和Tsg101以及脂质相关的蛋白家族，如CD9、CD81、CD82、CD83和CD63等整合素蛋白和四次跨膜蛋白均是外泌体调控细胞稳态的重要组成部分。肿瘤细胞来源的外泌体在肿瘤的发生发展中起着至关重要的作用，例如，在肿瘤起始阶段介导凋亡、脂质代谢、TME、致瘤信号、干扰细胞周期诱导癌症的发生。在肿瘤的生存和进展中参与重塑肿瘤微环境、激素调节和代谢改变、溶酶体功能和分布、抑制癌细胞凋亡。在肿瘤的转移阶段能促使EMT转化、靶点微环境改变、转移前生态位建立。最后还可以调节肿瘤对化疗药物的耐药。
图1. 外泌体的基本结构
由于不同的样本来源，在肿瘤发生发展阶段，PCaDEPr的含量存在明显差异。通过比较近年关于来自前列腺癌细胞系、血浆、组织及尿液等外泌体蛋白的蛋白组学分析发现PCa细胞系分泌的外泌体中，四跨膜蛋白家族如CD9、CD82、CD61及热休克蛋白家族HSP90,HSP70,和整合素蛋白ITGA3, ITGB1等含量相对较高。PCa患者的血浆外泌体中参与物质代谢（P-gp）、生物活性酶（NEU3、C1r）、细胞存活（Survivin、PIF1）等功能的蛋白含量较高。尿液外泌体中关于物质合成（Sepiapterin ）、信号传导（Ras GTPase、flotillin-2）、紧密连接（Claudin-3、δ-catenin）等的蛋白含量更为丰富。而组织外泌体中主要携带参与囊泡运输和构成（Annexin A5、Annexin A3）、生物转化酶（Glutathione synthetase、D-3-phosphoglycerate dehydrogenase）、细胞骨架的分子（Syntenin-1）等相关功能的蛋白。且前期研究已证实这些外泌体蛋白在肿瘤的起始和进展中发挥重要功能。如ITGA3 和 ITGB1 的敲低可以大大降低 FAK、SRC、AKT 和 ERK1/2 的磷酸化从而显着抑制PCa 细胞的迁移和侵袭，Flot-2的过表达可以促进肿瘤细胞的增殖和血管再生，Glutathione作为一种细胞内的抗氧化剂，可以调节活性氧介导的如NF-kB 、MAPK/ERK 等信号通路来维持肿瘤的生存和诱导肿瘤的发生。不同样本中功能蛋白的含量差异可能与样本含有非癌细胞来源的外泌体的干扰有关，因此，辨别特定外泌体的具体来源是外泌体研究的重要方向。此外，进一步研究相关蛋白的功能可能需要选择合适的样本来源以避免失真。
图2. 外泌体蛋白在前列腺癌中的潜在作用机制
越来越多的研究证实PCaDEPr在前列腺癌的发生、发展中起重要作用。如抑制癌细胞凋亡、参与物质代谢和氧化应激、维持肿瘤微环境、干扰细胞周期、重塑肿瘤微环境以及调节溶酶体功能和分布等相关研究提示：外泌体蛋白对癌细胞的影响可能是癌症进展中不可忽略的关键因素。此外，PCaDEPr也能通过各种途径调节肿瘤对药物的敏感性。如Survivin在PCaDE中表达，其下调使PCa细胞对体外和体内的化疗药物敏感。DU145 和 PC-3对多西他赛和紫杉醇的耐药性部分是由于P-gp的表达，外泌体中的P-gp蛋白水平可反映PCa细胞中的P-gp水平。由于外泌体也可被本体细胞吸收并发挥生物作用。因此，前列腺癌外泌体中的P-gp蛋白可能是晚期癌细胞普遍耐药的原因之一。综上，这些研究证实外泌体蛋白在前列腺癌的诊断和治疗中具有重要潜力，然而我们仍需要更多的实验加以明确这些功能。
图3. PCaDEPr在癌症中的潜在作用
PSA作为常用的肿瘤标志物在前列腺癌诊断和评估预后方面具有重要价值，但不可否认的是，PSA的局限性也较为明显，尤其是在骨转移性前列腺癌的早期诊断方面。在治疗方面，外泌体可能比PSA更具有潜力，有不少文献报道干扰外泌体产生和外泌体内含物质的表达可显著减少肿瘤转移和侵袭能力。此外，载药外泌体、修饰外泌体以及间充质干细胞外泌体在疾病治疗方面的研究已取得重要进展。然而，有几个问题仍需要在未来的研究中解决：1.随着外泌体蛋白质组学的研究，越来越多不同种类的蛋白被相继发现。但并不能按照目前的数据库来断定提取的蛋白一定存在于外泌体中，仍需要更加严谨和广泛的研究来明确肿瘤衍生的外泌体内含物质的种类。2.受限于目前的提取技术，难以提取到百分之百纯度的外泌体，且外泌体本身也包含多种分泌型蛋白，因此，基于体液来源的外泌体所得出的分泌型蛋白很难断定其准确来源3.研究发现一些存在于外泌体中且具有保护性作用的蛋白随着癌症的进展而显著下降，这可能是前列腺癌转移后休眠激活的重要因素。4.原发性和骨转移性前列腺癌衍生的外泌体对靶点微环境建立的作用是持续性的还是短暂性的仍不清楚，对这些针对外泌体的深入研究仍十分必要。
骨转移性前列腺癌及去势抵抗性前列腺癌(CRPC)类型的出现给PCa的治疗带来巨大困难，而近年来的文献证实肿瘤来源的外泌体可以被运输到远端转移靶点进而创造“肥沃的土壤”来促进癌症的转移。这可能为寻找前列腺癌骨转移诊断和治疗的方法带来希望。因此，探究肿瘤来源的外泌体蛋白对癌症发生发展的作用也许是解决这些难题的途径。而能否成功治疗这些复杂的癌症取决于我们对外泌体内各种成分的单一作用或相互作用及作用机制的充分理解。在这篇综述中，作者从促进肿瘤发生和进展的角度讨论了前列腺癌衍生外泌体蛋白相关研究的最新进展。也着重介绍了这些外泌体蛋白在细胞或者其他肿瘤中的作用，虽然这并不代表其在特定肿瘤外泌体中仍是这种作用。但正因为如此，这可能为通过常规蛋白质谱分析找出差异蛋白作后续功能验证的研究者提供这些外泌体蛋白在前列腺癌研究中的新方向。
参考文献：
The Potential Role of Exosomal Proteins in Prostate Cancer, Front Oncol
. 2022 Jun 7;12:873296. doi: 10.3389/fonc.2022.873296.
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