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前言

外泌體是納米級(jí)的囊泡，來源于細(xì)胞內(nèi)溶酶體，可以穿梭傳遞多種生物分子，如核酸、蛋白質(zhì)、脂質(zhì)、氨基酸和代謝物，在調(diào)節(jié)細(xì)胞間通訊中起著關(guān)鍵作用。

作為腫瘤微環(huán)境中最豐富的免疫細(xì)胞之一，腫瘤相關(guān)巨噬細(xì)胞（TAM）受到腫瘤微環(huán)境的影響，發(fā)揮促進(jìn)腫瘤生長、免疫抑制、血管生成和癌細(xì)胞擴(kuò)散等功能。外泌體在介導(dǎo)腫瘤微環(huán)境中腫瘤細(xì)胞與TAM之間的細(xì)胞間信息傳遞發(fā)揮著重要的功能，這可能為抗腫瘤治療提供新的靶點(diǎn)。

外泌體

1981年，外泌體首次被描述為由不同細(xì)胞類型在體外分泌的納米囊泡，其脂質(zhì)成分不同于質(zhì)膜，表明與簡單的膜出芽相比，其來源不同且更復(fù)雜。外泌體幾乎可以由所有類型的細(xì)胞分泌，包括免疫細(xì)胞、血液細(xì)胞、神經(jīng)元細(xì)胞、上皮細(xì)胞以及癌細(xì)胞。它們含有通過生物發(fā)生過程從原始細(xì)胞中保留下來的蛋白質(zhì)，此外，外泌體還可以包含miRNA、mRNA，甚至長的非編碼RNA（lncRNA），它們顯著參與外泌體的調(diào)節(jié)作用。

外泌體的生物活性物質(zhì)可以通過兩種主要方式影響受體細(xì)胞的代謝。第一種是外泌體表面蛋白與靶細(xì)胞受體的直接相互作用。第二種是內(nèi)容物的內(nèi)化，在與目標(biāo)細(xì)胞的質(zhì)膜融合后，或通過內(nèi)吞、巨噬細(xì)胞吞噬。外泌體具有重要的臨床意義，尤其是在腫瘤中。

外泌體的主要作用是在有機(jī)體細(xì)胞之間傳遞信息。它們通過調(diào)節(jié)細(xì)胞的生存能力、狀態(tài)和功能，更普遍地參與細(xì)胞和組織的內(nèi)環(huán)境平衡，并且它們可以顯著地介導(dǎo)組織修復(fù)。外泌體也有助于腫瘤的發(fā)生和發(fā)展，包括正常細(xì)胞轉(zhuǎn)化為惡性細(xì)胞以及血管生成。

腫瘤相關(guān)巨噬細(xì)胞

TAM在功能上是異質(zhì)性的，分為兩個(gè)主要亞群，M1和M2巨噬細(xì)胞。在對(duì)脂多糖（LPS）、IFN－γ和GM－CSF的反應(yīng)中，M1巨噬細(xì)胞經(jīng)歷經(jīng)典激活并優(yōu)先分泌抗菌分子和促炎細(xì)胞因子，包括活性氧（ROS）、一氧化氮（NO）和IL－6。M1巨噬細(xì)胞是抵抗微生物感染的第一道防線。M1巨噬細(xì)胞還保持強(qiáng)大的抗原呈遞能力，誘導(dǎo)強(qiáng)烈的Th1反應(yīng)。

相反，M2巨噬細(xì)胞受IL－4、IL－13、IL－10和CSF－1的作用經(jīng)歷選擇性激活，并優(yōu)先分泌抗炎細(xì)胞因子，包括轉(zhuǎn)化生長因子β（TGF－β）、IL－10以及蛋白酶（如精氨酸酶－1和MPPs）。M2巨噬細(xì)胞在限制免疫反應(yīng)、誘導(dǎo)血管生成和組織修復(fù)方面起著關(guān)鍵作用。因此，M2樣TAM的存在與促腫瘤活性相關(guān)，而M1樣TAM的存在與抗腫瘤活性相關(guān)。

TAM通過分泌促炎癥介質(zhì)，如TNF－α和ROS，創(chuàng)造有利于腫瘤啟動(dòng)的誘變微環(huán)境。另外， TAM通過分泌趨化因子CCL22以招募Treg，通過分泌TGF－β，來增強(qiáng)Treg的功能。人類TAM還分泌表皮生長因子（EGF）以增強(qiáng)腫瘤細(xì)胞的侵襲性。TAM均上調(diào)MMP，MMP降解間質(zhì)膠原，上調(diào)膠原的合成和組裝，以重塑TME，有利于腫瘤細(xì)胞的侵襲。

腫瘤源性外泌體對(duì)TAM極化的調(diào)控

許多研究已經(jīng)證明，腫瘤源性外泌體在單核細(xì)胞源性巨噬細(xì)胞轉(zhuǎn)化為調(diào)節(jié)性巨噬細(xì)胞以及通介導(dǎo)癌癥相關(guān)炎癥和腫瘤發(fā)展中起著至關(guān)重要的作用。

外泌體蛋白

研究表明，一些治療性融合蛋白可以被周圍細(xì)胞吸收，從而影響腫瘤的進(jìn)展。一種新的融合蛋白R(shí)ab22a－NeoF1與其結(jié)合伙伴PYK2可被外泌體傳遞，通過激活RhoA促進(jìn)細(xì)胞遷移和侵襲，促進(jìn)M2極化以促進(jìn)肺轉(zhuǎn)移前生態(tài)位的形成，從而導(dǎo)致骨肉瘤細(xì)胞的肺轉(zhuǎn)移。這些發(fā)現(xiàn)提供了一種新的治療策略，通過iRGD肽阻斷轉(zhuǎn)移，從而消除Rab22a－NeoF1與其結(jié)合蛋白的關(guān)聯(lián)。

來源于腫瘤細(xì)胞的外泌體還含有免疫調(diào)節(jié)和促血管生成蛋白，可增強(qiáng)免疫抑制和血管生成能力。例如，與凋亡前列腺癌細(xì)胞共培養(yǎng)可增加巨噬細(xì)胞中乳脂球EGF因子8（MFG－E8）的表達(dá)，其在組織和血清外泌體中高表達(dá)，最終抑制促炎癥反應(yīng)并刺激巨噬細(xì)胞極化為M2表型。

除極化外，腫瘤來源的外泌體還可介導(dǎo)單核細(xì)胞分化為M2巨噬細(xì)胞。例如，多形性膠質(zhì)母細(xì)胞瘤（GBM）的外泌體，在這些外泌體中檢測到多種豐富的蛋白質(zhì)，包括硫酸軟骨素蛋白多糖4、α－2－巨球蛋白、乳黏蛋白、EGFR和整合素，誘導(dǎo)單核細(xì)胞分化為免疫抑制M2表型。

外泌體不僅可以分別誘導(dǎo)巨噬細(xì)胞向M1或M2方向分化，而且還可以誘導(dǎo)“混合”表型，“混合”表型可能有助于多種促腫瘤功能。

外泌體miRNA

近年來，大量研究表明，外源性miRNA在腫瘤進(jìn)展中起著關(guān)鍵作用，刺激血管生成并促進(jìn)轉(zhuǎn)移。此外，腫瘤源性外泌體miRNA使巨噬細(xì)胞極化并靶向多種信號(hào)通路，從而對(duì)腫瘤進(jìn)展產(chǎn)生積極或消極的影響。

例如，攜帶來自CRC細(xì)胞的miR－203的外泌體被并入單核細(xì)胞，以及CRC細(xì)胞衍生的外泌體攜帶miR－145和miR－934被巨噬細(xì)胞攝取，均被極化為M2表型；結(jié)腸癌細(xì)胞或膠質(zhì)瘤分泌的外泌體可傳遞miR－1246并誘導(dǎo)抑制性免疫微環(huán)境。

此外，腫瘤細(xì)胞源性外泌體中的miRNA在調(diào)節(jié)巨噬細(xì)胞的重編程和M1極化方面也起著重要作用。例如，含有miR－130或miR－33的外泌體增加了TAM的M1特征基因（IRF5、MCP1、CD80）的表達(dá)和細(xì)胞因子（IL－1β和TNF－α）的分泌，通過將M2轉(zhuǎn)化為M1表型，從而抑制腫瘤進(jìn)展。

外泌體lncRNAs

新的研究表明， lncRNAs通過不同的信號(hào)途徑在腫瘤發(fā)生、巨噬細(xì)胞活化和極化中起著關(guān)鍵的調(diào)節(jié)作用，lncRNA介導(dǎo)的TAM和癌細(xì)胞之間的串?dāng)_有助于腫瘤的發(fā)展。

例如，lncRNA RPPH1從CRC細(xì)胞源性外泌體轉(zhuǎn)移到巨噬細(xì)胞，介導(dǎo)巨噬細(xì)胞的M2極化，增加波形蛋白和Ki67的表達(dá)，降低E－鈣粘蛋白的表達(dá)，從而促進(jìn)癌細(xì)胞的轉(zhuǎn)移和增殖。

外泌體circRNA

有研究表明，CircRNA在巨噬細(xì)胞分化和極化中發(fā)揮作用。例如，circASAP1被認(rèn)為是抑制性miR－326和miR－532－5p的競爭性內(nèi)源性RNA，直接靶向MAPK1／CSF－1，并通過激活miR－326／miR－532－5p－MAPK1／CSF－1途徑介導(dǎo)TAMs浸潤。腫瘤源性外泌體攜帶的circRNA的研究尚處于早期階段，其在TME調(diào)節(jié)中發(fā)揮的作用還有待進(jìn)一步研究。

TAM源性外泌體對(duì)腫瘤的影響

TAM釋放的外泌體作為細(xì)胞間通訊的重要介質(zhì)，也通過TME傳遞蛋白質(zhì)、ncRNAs和脂質(zhì)等物質(zhì)，賦予癌細(xì)胞不同的表型，在腫瘤的發(fā)生和轉(zhuǎn)移中起著至關(guān)重要的作用。

外泌體蛋白

研究表明TAMs衍生的外泌體對(duì)腫瘤細(xì)胞有非常關(guān)鍵的影響。例如，整合素αMβ2（CD11b／CD18）存在M2巨噬細(xì)胞來源的外泌體中，并且具有顯著的特異性和有效性。將外泌體介導(dǎo)的CD11b／CD18蛋白從TAM轉(zhuǎn)移到HCC細(xì)胞可激活MMP－9信號(hào)通路，并增強(qiáng)細(xì)胞的遷移能力，以支持腫瘤遷移。此外，載脂蛋白E（ApoE）主要富集于M2極化的巨噬細(xì)胞和M2衍生的外泌體中，M2巨噬細(xì)胞衍生的外泌體介導(dǎo)M2巨噬細(xì)胞向胃癌（GC）細(xì)胞的細(xì)胞間傳遞，維持M2外泌體ApoE之間的連接，導(dǎo)致PI3K／Akt信號(hào)通路激活以重塑細(xì)胞骨架，并促進(jìn)GC細(xì)胞遷移。

外泌體miRNA

TAMs浸潤與骨肉瘤（OS）轉(zhuǎn)移和生長有關(guān)。miR－221－3p的過度表達(dá)增強(qiáng)了OS細(xì)胞在體外和體內(nèi)的生長，而TAMs中miR－221－3p富集的外泌體通過激活SOCS3／JAK2／STAT3途徑加劇了OS細(xì)胞的惡性行為，如增殖、集落形成、遷移和侵襲。

已經(jīng)證明TAMs有利于腫瘤血管生成，來源于M2巨噬細(xì)胞的外泌體在體外和體內(nèi)均可促進(jìn)小鼠主動(dòng)脈內(nèi)皮細(xì)胞（MAEC）的血管生成。此外，RNA測序和qPCR分析證明，M2巨噬細(xì)胞源性外泌體中含有miR－155－5p和miR－221－5p，可以轉(zhuǎn)移到MAEC中。這些發(fā)現(xiàn)證實(shí)了TAM通過外泌體與腫瘤血管生成之間的相互作用。

外泌體lncRNAs

與miRNA類似，多個(gè)lncRNAs也直接或間接參與微環(huán)境與腫瘤細(xì)胞之間的串?dāng)_。例如，lncRNA AFAP1－AS1可通過M2巨噬細(xì)胞源性外泌體并轉(zhuǎn)移至KYSE410細(xì)胞，然后下調(diào)miR－26a水平并上調(diào)ATF2的表達(dá)，從而促進(jìn)食管癌的侵襲和體外肺轉(zhuǎn)移。

此外，TAM通過外泌體傳遞髓系特異性lncRNA，HIF－1α穩(wěn)定的長非編碼RNA（HISLA），以促進(jìn)BC細(xì)胞的有氧糖酵解和耐藥性。

外泌體脂質(zhì)

研究發(fā)現(xiàn)，COX1和TXA合成酶1（TBXAS1）在TAM外泌體中顯著富集，在MC38外泌體中幾乎檢測不到；轉(zhuǎn)染TAM 外泌體的MC38細(xì)胞被誘導(dǎo)產(chǎn)生TXB2，表明TAM衍生的外泌體傳遞TXs合成所需的酶。這些結(jié)果證實(shí)了外泌體介導(dǎo)的功能性脂質(zhì)從巨噬細(xì)胞向腫瘤細(xì)胞的轉(zhuǎn)移最終有助于癌細(xì)胞存活。

基于外泌體的腫瘤免疫治療

基于外泌體的療法正在出現(xiàn)，是抑制腫瘤進(jìn)展或增強(qiáng)抗腫瘤免疫的前沿策略。研究表明，外泌體可以很容易地跨越生物屏障，如血腦屏障，并且可以對(duì)其進(jìn)行修飾以提高效率。由于其轉(zhuǎn)移能力、脂質(zhì)雙層結(jié)構(gòu)和獨(dú)特的表面蛋白質(zhì)，外泌體可作為藥物、核酸和蛋白質(zhì)的納米顆粒載體用于受體癌細(xì)胞。

鑒于巨噬細(xì)胞在外泌體介導(dǎo)的串?dāng)_中起著至關(guān)重要的作用，調(diào)節(jié)巨噬細(xì)胞是腫瘤治療的有效策略。外泌體可被用作藥物和siRNA的載體，以逆轉(zhuǎn)M2 TAM引起的免疫抑制。此外，將TAM重新編程為M1表型也是另一種策略。用來自M1巨噬細(xì)胞的外泌體的模擬納米囊泡治療在體外和體內(nèi)可以刺激M2巨噬細(xì)胞極化為M1表型，靜脈注射動(dòng)物模型抑制體內(nèi)腫瘤生長；與PD－L1聯(lián)合使用后，抗腫瘤作用進(jìn)一步增強(qiáng)。

利用光聲成像技術(shù)可以觀察到負(fù)載有氯e6光敏劑（Ce6－R－Exo）的腫瘤衍生修飾外泌體，并能在激光照射下有效地在腫瘤細(xì)胞中產(chǎn)生活性氧。它們還可以增加了細(xì)胞因子的釋放，表明R－Exos可以用作藥物載體和免疫治療藥物。

外泌體含有腫瘤抗原，可作為癌癥免疫治療的疫苗。DC衍生的外泌體可裝載多種肽抗原（例如MHC I、MHC II），從而刺激CD4＋輔助性T細(xì)胞和CD8＋CTL以誘導(dǎo)抗腫瘤反應(yīng)。例如，皮下注射TAE－DC疫苗可顯著恢復(fù)TME中激活的T細(xì)胞，并提高治療效果。

目前的治療策略主要集中在抑制癌細(xì)胞來源的外泌體的產(chǎn)生以及阻止靶細(xì)胞攝取特定的外泌體。GW4869是外泌體分泌和中性鞘磷脂酶的抑制劑，可抑制外泌體的產(chǎn)生并實(shí)現(xiàn)抗腫瘤作用。載有化療藥物（如阿霉素和紫杉醇）的外泌體可以用作新型納米制劑，在癌癥轉(zhuǎn)移模型小鼠中顯示出高效抗癌能力。

小結(jié)

外泌體及其內(nèi)容物在介導(dǎo)腫瘤和TAM之間的串?dāng)_以及重編程宿主免疫反應(yīng)中起著至關(guān)重要的作用。TAMs與免疫逃逸相關(guān)，可抑制抗腫瘤免疫，促進(jìn)腫瘤進(jìn)展。因此，靶向外泌體并抑制其對(duì)TAM的有害影響為活性抗腫瘤藥物的開發(fā)開辟了新的視角，通過修飾外泌體將TAM重新編程為M1表型可以作為抑制腫瘤生長的一種有希望的策略。

盡管在這一領(lǐng)域取得了一些實(shí)質(zhì)性的成就，但生物體內(nèi)外泌體的通訊網(wǎng)絡(luò)仍遠(yuǎn)未被完全理解。因此，對(duì)外泌體、TAM以及腫瘤細(xì)胞之間的信息傳遞機(jī)制以及作用機(jī)制的進(jìn)一步理解，將有助于進(jìn)一步的治療開發(fā)和臨床應(yīng)用。

參考文獻(xiàn)：

1．Exosome－Mediated Crosstalk Between Tumorand Tumor－Associated Macrophages． Front Mol Biosci． 2021； 8： 764222．