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口腔癌中外泌体的研究进展

2020-07-08 415 上传者：管理员

摘要：外泌体是携带脂质、蛋白质、核酸等生物信息分子的脂质双层膜囊性小泡，介导细胞间之间的信息传递，从而在调节免疫反应、肿瘤发生发展、肿瘤浸润转移等方面发挥重要作用。口腔癌是头颈部恶性肿瘤中较为常见的一种恶性肿瘤，其发病率和死亡率逐年增高。全文综合阐述外泌体在口腔癌发生发展、浸润转移及免疫反应等过程中发挥的作用，以期为口腔癌的诊断和治疗提供新的思路。

关键词：
口腔肿瘤
口腔鳞状细胞癌
外泌体
治疗
诊断
预后
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口腔癌（OC）是发生在口腔及口咽部位的恶性肿瘤，根据第10版国际疾病分类（ICD-10），口腔癌的范围包括：唇、舌根、舌、牙龈、口底、腭部、扁桃体、口咽及口腔内其余部位。口腔鳞状细胞癌（OSCC）是口腔癌中最常见的病理类型，约占90%[1,2]。近30年来，口腔癌的发病率和死亡率在全世界范围内呈逐年上升趋势[3]。根据全球疾病负担研究（GBD）报道，2017年全世界口腔癌年龄标准化发病率为9.8/10万，年龄标准化死亡率为4.9/10万[3]。口腔癌预后较差，5年生存率仅50%左右[4]。早期发现和治疗是改善口腔癌预后的关键，因此，口腔癌的诊断和治疗已成为近年来国内外研究的重点，发现口腔癌早期诊断的标志物及口腔癌治疗的靶点是目前研究的焦点。

外泌体（exosome）是一种直径约为30～50nm、密度约为1.10～.14g/ml的脂质双层膜囊性小泡，在电子显微镜下观察呈杯状形态[5]。人体内几乎所有类型的细胞都能产生外泌体，如上皮细胞、树突状细胞、B细胞、T细胞、血小板、造血干细胞、肿瘤细胞等[6]。外泌体内含有来自母体细胞的脂质、蛋白质、核酸，来自不同组织的细胞产生的外泌体具有一定的组织特异性[6]。外泌体介导母体细胞和受体细胞之间的信息传递，通过质膜融合、表面受体介导的摄取、受体细胞内化等机制进入到受体细胞内进行调控[7]。在免疫调节、细胞分化及凋亡、肿瘤细胞生长及转移、肿瘤细胞凋亡等方面发挥重要作用[5]。肿瘤细胞产生携带自身基因及蛋白组学信息的外泌体，在肿瘤细胞之间及肿瘤细胞与正常细胞之间传递信息，促进肿瘤生长和转移[8]。此外，也有研究表明外泌体具有促进肿瘤细胞凋亡、增强免疫反应等抑癌功能[9,10]。随着外泌体研究领域的发展，外泌体在肿瘤发生发展中的机制日益明确，给肿瘤的诊断及治疗带来新的方向。

1、外泌体与口腔癌的关系

1.1外泌体促进口腔癌进展

口腔癌细胞来源的外泌体作用于肿瘤细胞，促进肿瘤细胞的生长及转移。Sakha等[11]研究发现从高转移性人口腔癌细胞株分离得到的外泌体通过激活ERK和AKT信号通路促进肿瘤细胞生长，同时携带高表达的miR-342-3p和miR-1246进入低转移性癌细胞，促进受体细胞转移和浸润。Dickman等[12]通过抑制OSCC细胞外泌体转运相关蛋白Rab27A的功能，减少miR-142-3p向细胞外的转运，增加OSCC细胞内miR-142-3p的数量，抑制TGFBR1的表达，从而抑制肿瘤细胞的生长及转移，反之亦然。因此Dickman等[12]推测外泌体通过其转运功能减少OSCC细胞内miR-142-3p的数量，从而促进肿瘤细胞的生长及转移。

外泌体由母体细胞产生并分泌到细胞外基质或体液中，从血浆、唾液、尿液等体液中均能分离得到外泌体。口腔癌细胞来源的外泌体通过血浆可以扩散至机体每个部位，作用于远处的组织细胞或血液里的免疫细胞。OSCC患者血浆中外泌体含量显著增高，肿瘤源性的外泌体可作用于免疫细胞，促进肿瘤生长和转移[13]。Momen-Heravi等[13]发现OSCC细胞来源的外泌体中含有大量的miRNA-21。miRNA-21激活NF-κB信号通路，抑制细胞凋亡、失活抑癌基因、促进肿瘤生长和转移，属于致癌miRNA。携带miRNA-21的OSCC外泌体通过血浆转运作用于单核细胞后，激活NF-κB信号通路，增加促炎性细胞因子分泌（MCP1、PGE2及IL-6），促进基质金属蛋白酶（MMP9）表达，促进肿瘤转移，抑制肿瘤细胞凋亡[13]。

除了肿瘤细胞，肿瘤间质细胞亦能产生外泌体，作用于邻近的肿瘤细胞，促进肿瘤生长及转移。L等[14]研究发现OSCC肿瘤相关成纤维细胞产生的外泌体内miR-34a-5p含量显著下降，进一步研究miR-34a-5p功能，发现miR-34a-5p抑制AXL受体酪氨酸激酶的功能，抑制促进上皮间质转化（EMT）的AKT/GSK-3β/β-catenin信号通路，从而抑制OSCC细胞的生长与转移。外泌体内miR-34a-5p含量的下降，使OSCC肿瘤相关成纤维细胞对OSCC生长和转移的抑制减弱，从而促进肿瘤进展。

1.2外泌体抑制口腔癌进展

口腔癌细胞来源的外泌体作用于免疫细胞后，激活免疫反应，抑制肿瘤进展。Wang等[15]发现口腔癌细胞来源外泌体作用于NK细胞后，促进其细胞增殖、释放穿孔素和颗粒酶M、增强细胞毒性。进一步研究发现，口腔癌细胞来源外泌体富含NAP1，作用于NK细胞后使其胞浆内NAP1含量增高，NAP1是IRF-3的激活因子，促进IRF-3的表达及磷酸化，从而促进IFN和CXCL基因表达，增强NK细胞的细胞毒性功能。

间充质干细胞（MSC）产生的外泌体具有抑制肿瘤生长及转移的功能。口腔癌细胞中miR-101-3p表达下降，其下游靶基因COL10A1表达上升，而人骨髓间充质干细胞（hBMSC）产生富含miR-101-3p的外泌体，作用于口腔癌细胞后降低COL10A1表达，抑制肿瘤细胞生长、浸润及转移[16]。经血源性间充质干细胞（MenSC）产生的外泌体在体外诱导上皮细胞凋亡，并且降低内皮细胞内VEGF的浓度，抑制脉管形成。因此推测，MenSC在机体内抑制OSCC生长，同时抑制肿瘤组织内血管形成[17]。

2、外泌体与口腔癌前病变的关系

口腔癌前病变主要有口腔白斑、口腔红斑、口腔黏膜下纤维化等。口腔白斑是最常见的一种癌前病变，据报道16%～62%的OSCC来源于口腔白斑恶变[18]。口腔白斑和口腔癌来源的外泌体促进口腔白斑恶变[19]。Li等[19]从人口腔白斑和口腔癌组织中分别分离出MSC，提取其外泌体，发现口腔白斑MSC外泌体与口腔癌MSC外泌体一样，能够在体外促进口腔增生细胞及癌细胞增殖、转移及浸润。相较于正常口腔黏膜组织MSC分泌的外泌体，口腔白斑和口腔癌来源外泌体内miR-8485含量异常增高，进一步研究发现miR-8485能在体外促进口腔癌细胞增殖、转移及浸润。因此，Li等[19]认为口腔白斑MSC来源外泌体及其内富含的miR-8485促进口腔癌前病变和口腔癌的发生发展。

目前已有多项研究表明，MSC源性外泌体抑制口腔癌生长和转移，在口腔癌前病变相关的研究中，亦发现MSC外泌体抑制口腔癌前病变的进展。Wang等[20]使用富含miR-185的MSC外泌体作用于颊黏膜癌前病变模型，发现MSC外泌体显著减轻癌前病变中的炎症反应及异型增生，细胞增生标志分子PCNA和血管增生标志分子CD31显著减少，细胞凋亡相关分子caspase-3和caspase-9表达增加，从而抑制口腔癌的发生。

3、外泌体与口腔癌的诊断

外泌体存在于人体血浆、唾液、尿液等体液中，标本获取便捷且无创，自身携带丰富的肿瘤信息且不易受外界干扰，是良好的诊断工具。ZlotogorskiHurvitz等[21]采集口腔癌患者和健康人群的唾液，通过纳米粒子跟踪分析唾液源性外泌体，发现口腔癌患者唾液内外泌体浓度高于健康人群，且外泌体个体平均体积也大于健康人群。通过ELISA和WB方法检测发现，相较于健康人群，口腔癌患者唾液源性外泌体低表达CD81和CD9分子，同时高表达CD63分子。Sharma等[22]通过原子力显微镜分析口腔癌患者和健康人群唾液中外泌体的情况，相较于健康人群，口腔癌患者的唾液外泌体数量更多，形态不规则，个体体积更大，相互之间聚集性更明显。从分子层面分析，口腔癌患者外泌体表面的CD63分子密度高于健康人群，与Zlotogorski-Hurvitz等的研究结果一致。Han等[23]通过差异蛋白组学方法分析人舌鳞状细胞癌细胞和人正常黏膜细胞产生的外泌体之间的差异，发现两组外泌体中差异表达量在2倍及以上的蛋白差异点有16个，癌细胞源性外泌体上调表达的蛋白质有12个，下调表达的有4个。根据目前的研究结果推测，外泌体浓度、形态、表面分子、蛋白组学等各方面的信息均有可能成为口腔癌早期诊断的重要因素。

4、外泌体与口腔癌的预后

外泌体与肿瘤的发生发展密切相关，其携带的信息可反映肿瘤的进展和预后。Rodriguez Zorrilla等[24]通过对10例局部晚期口腔癌手术患者进行随访研究，发现在术后1周，CD63阳性的血浆外泌体显著减少，推测患者血浆中的CD63阳性外泌体主要由OSCC细胞产生。Rodriguez Zorrilla等[24]探查血浆外泌体浓度与预后的关系，发现不论是术前还是术后，血浆CD63阳性（或CAV-1阳性）外泌体浓度较低者总生存时间较长。Ono等[25]发现转移到淋巴结的OSCC细胞分泌富含热休克蛋白HSP90的外泌体，使用siRNA敲除HSP90α和HSP90β后转移性OS-CC细胞的增殖能力显著下降，同时结合临床信息，发现肿瘤组织内HSP90蛋白表达升高的患者预后较差。由此，Ono等[25]推测外泌体中HSP90的表达有可能成为OSCC预后的一个重要因素，同时也是其治疗的一个重要靶点。

5、外泌体与口腔癌的治疗

手术联合放化疗综合治疗是目前口腔癌治疗的主要方式，但总体效果不甚理想，5年生存率仅为50%，因此目前亟需寻找新的治疗方式。外泌体与肿瘤的生长、转移及浸润密切相关，是极具潜力的治疗靶点。Fujiwara等[26]等发现OSCC细胞在EGF的作用下产生更多富含EGFR的外泌体，口腔上皮细胞内噬富含EGFR的外泌体后出现上皮间质转化特征，从而促进肿瘤细胞转移，而抗EGFR抗体———西妥昔单抗（cetuximab）能够抑制外泌体的内噬和其上皮间质转化作用，从而抑制OSCC细胞转移。

6、小结

外泌体介导细胞间通信，调控肿瘤细胞机能，调节机体免疫反应，在口腔癌发生发展中发挥重要作用。随着外泌体研究的不断深入，外泌体将在口腔癌的诊断和治疗方面发挥重要作用。从血浆或唾液中获取的外泌体可以作为口腔癌早期诊断的标志物。外泌体可作为药物治疗的靶点或药物载体，用于治疗口腔癌或癌前病变。对外泌体的深入研究及临床应用有望在口腔癌的诊断和治疗领域带来突破性的进展，改善口腔癌的预后。

参考文献：

[1]李江.口腔癌的临床病理特征与预后[J].中国口腔颌面外科杂志,2008,6(1):17-21.

[18]朱晓寒,付纪,陈谦明,等.微小RNA与口腔癌前病变[J].国际口腔医学杂志,2012,39(3):394-396,400.

[23]韩新生,张卓远,黄怡,等.舌鳞状细胞癌细胞与正常黏膜细胞微泡的差异蛋白组学研究[J].华西口腔医学杂志,2014,(3):283-287.

张艳,兰霞斌,陈超.外泌体在口腔癌中的研究进展[J].肿瘤学杂志,2020,26(06):487-490.

基金:国家自然科学基金(81702645);浙江省基础公益研究计划项目(LGJ18H160002)