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FRONTMOL BIOSCI: 外泌体在肿瘤转移前微环境中的作用

细胞释放的外泌体(exosomes)或者其他细胞外囊泡(extracellularvesicles)通过传递各种生物信号(DNA、编码/非编码RNA和蛋白质)在细胞间通信中发挥重要作用,这些信息反应了细胞外环境中受体细胞的亲代细胞状态。越来越多的研究证据表明,肿瘤来源的外泌体介导肿瘤转移前生态位/微环境(PMN)的重塑,以建立支持性和接受性的微环境,促进肿瘤细胞定植和转移。靶细胞在细胞外环境中摄取这些信号会触发有助于PMN形成的一系列遗传信息及表观遗传信息变化。
最近,四川大学华西医院韩俊宏/王自强课题组的研究员在国际杂志FRONT MOL BIOSCI上发表了题为“The Key Role ofExosomes on the Pre-metastatic Niche Formation in Tumors”的综述,全面阐述外泌体在生物发生与功能、外泌体介导转移前微环境形成的六大特征(炎症反应、淋巴管新生、亲器官性、血管新生&血管渗透性、免疫抑制、代谢重编程)、外泌体在肿瘤领域的临床应用(诊断价值,预后预测,治疗潜能)等方面的新进展
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外泌体是直径约为30–150 nm的细胞外囊泡,广泛存在于血液、尿液、唾液及其他体液中,大多数细胞可将其分泌到细胞外环境中。与出芽不同,外泌体的生物发生是复杂的,包括内吞体分选转运复合体(ESCRT)依赖途径和非ESCRT依赖途径。外泌体最独特的结构特征是脂质双层膜,保护各种生物分子(蛋白质、脂质、RNA和DNA)免受酶降解。作为细胞间通讯的重要介质,外泌体主要通过携带各种分子到特定器官中的靶细胞,影响受体细胞的表型,从而发挥相应生物学功能。外泌体广泛参与各种生理和病理过程,如抗原提呈和免疫反应、细胞凋亡和衰老、细胞间物质运输和信号转导、肿瘤细胞增殖和侵袭以及上皮-间充质转化(图1)。
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图1. 肿瘤来源外泌体参与生理病理过程
2005年,Lyden,D.首次提出转移前微环境(PMN)的概念。此后,越来越多的研究表明,PMN是一个支持和接受性的微环境,在特定远处器官内肿瘤细胞的定植中起着关键作用。2016年,曹雪涛等系统总结了PMN的特征,包括炎症反应、血管生成和血管通透性、淋巴管生成、免疫抑制、亲器官性、重编程。
关于PMN的一个重要问题是肿瘤如何在特定区域诱导PMN的形成。在肿瘤分泌的启动PMN形成的各种因子中,外泌体上携带的来自亲代细胞的生物信息(DNA、编码/非编码RNA和蛋白质)是原发肿瘤细胞和远处器官微环境进行通信的关键组分。作为一个新兴的研究领域,外泌体介导的PMN形成的研究正在迅速发展。这篇综述着重就肿瘤来源外体如何通过影响上述六大特征从而调控PMN的形成展开讨论(图2),总结了在此过程外泌体中发挥关键作用的细胞和分子。
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图2.肿瘤来源外泌体在PMN形成中的作用
近年来的研究证实,肿瘤来源外泌体在PMN重塑中具有促进远处转移的作用。然而,外泌体发挥的作用、功能和机制仍需进一步探讨,一些重要问题亟待解决。尽管外泌体已显示出其作为诊断或预后标志物的潜力,它们甚至可能在癌症靶向治疗中发挥重要作用,然而,它们复杂的组成、不确定的生物学功能,甚至安全性问题限制了它们在临床上的应用。需要进一步的研究将外泌体的基础研究成果转化为临床应用。外泌体作为肿瘤生物标志物的可靠性和有效性如何?肿瘤来源外体的临床应用前景如何?我们相信,不久的将来,这些挑战将得到解决。 
参考文献:
The Key Role of Exosomes on the Pre-metastatic Niche Formation inTumors. Front Mol Biosci. 2021 Sep 14;8:703640. doi: 10.3389/fmolb.2021.703640. 

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