腫瘤分泌的細胞外囊泡(EVs)是腫瘤細胞與基質細胞在局部和遠處微環境中進行細胞間通訊的關鍵介質。因此，EVs在原發性腫瘤的生長和轉移過程中都起著重要的作用。EVs協調了多種系統性病理生理過程，如凝血、血管滲漏和間質受體細胞的重新編程，以支持轉移前微環境形成和隨后的轉移。在臨床上，EVs可能是癌癥進展的生物標志物和新的治療靶點，特別是用于預測和預防未來的轉移發展。

1. EVs在促進原發性腫瘤存活和生長中的作用

EVs在原發腫瘤形成過程中促進原發腫瘤的生存和生長，腫瘤細胞需要與鄰近細胞及其局部微環境進行積極的溝通。在過去的十年中，EVs在原發性腫瘤微環境中腫瘤細胞與周圍細胞間的細胞通信中扮演著關鍵的角色(圖1)。EVs被認為參與了侵襲過程中的多個步驟，可能參與了轉移的早期步驟。

圖1. 腫瘤來源的EVs在原發性腫瘤微環境中的作用

2. 原發性腫瘤亞群可以通過EVs共享致癌分子

腫瘤分泌的EVs可在原發腫瘤內的腫瘤細胞間轉移致瘤分子。例如，表達表皮生長因子受體變異體III (EGFRvIII)的膠質瘤細胞分泌含有EGFRvIII的微泡，并將其轉移到同一原發腫瘤中的EGFRvIII陰性癌細胞。EGFRvIII通過受體細胞的EVs介導攝取，激活絲裂原活化的蛋白激酶(MAPK)和蛋白激酶B (PKB/Akt)信號通路，從而誘導形態學轉化，加速腫瘤生長)。

3. 腫瘤分泌的EVs與鄰近的非腫瘤細胞交流

腫瘤EVs對相鄰間質細胞(如內皮細胞和成纖維細胞)有復雜的作用。含有mRNA、miRNA和血管生成蛋白的膠質母細胞源性微泡被受體細胞吸收，促進原發性腫瘤生長和內皮細胞增殖。表達四聚腺苷8的胰腺癌來源外泌體可以招募蛋白質和mRNA，激活內皮細胞中血管生成相關基因的表達。含有轉化生長因子b (TGF-b)的腫瘤來源外泌體將成纖維細胞轉化為肌成纖維細胞，促進血管形成、腫瘤生長和局部侵襲。乳腺癌來源的外泌體也促進脂肪組織來源間充質干細胞中的肌成纖維細胞表型，導致腫瘤促進因子TGF-b、血管內皮生長因子(VEGF)、間質細胞來源因子1 (SDF-1)和C-C motif che表達增加。相反，腫瘤間質分泌的外泌體也會影響腫瘤的進展。乳腺癌相關的成纖維細胞分泌外泌體，這種外泌體已被證明可以促進乳腺癌的運動、侵襲和傳播。

4. 通過EV介導的細胞外基質(ECM)重塑促進局部腫瘤侵襲

在腫瘤進展過程中，基質細胞的細胞和分子環境以及細胞外蛋白和酶的動態變化是由腫瘤來源的EV引起的。細胞外基質(ECM)重塑通常被認為促進侵襲性腫瘤表型。腫瘤分泌的外泌體攜帶ECM分子纖維連接蛋白，促進新生粘附組裝，增加細胞活力。Sidhu等人(2004)報道了腫瘤細胞分泌的EVs將EMMPRIN傳遞給成纖維細胞，從而引發MMPs的產生，并導致腫瘤的侵襲和轉移。VEGF和成纖維細胞生長因子2 (FGF-2)刺激的內皮細胞釋放含有MMPs的EVs，這些MMPs可以啟動腫瘤侵襲和無抑制血管生成所必需的蛋白水解(Taraboletti et al.， 2002)。此外，Hendrix et al.(2010)論證了rab27b介導的轉移性乳腺癌細胞釋放HSP90外泌體激活MMP2，導致ECM組分降解。

5. 低氧微環境與促血管生成腫瘤EVs的關系

在形成原發性腫瘤微環境的因素中，缺氧通過調節間質，在促進腫瘤細胞的存活和增殖起著中心作用。在缺氧期間，乳腺癌細胞外泌體釋放增加，這可能是由缺氧誘導因子1-a (HIF1-a)調控的(King et al.， 2012)。這些觀察結果表明原發腫瘤的低氧微環境可能會顯著影響外泌體的運輸和功能，從而產生局部和全身效應，值得進一步研究。

6. 腫瘤分泌的ev可能在上皮細胞向間充質轉化中發揮作用

腫瘤EVs也可能參與上皮細胞向間充質轉化(EMT)。HRAS在Madin-Darby犬腎上皮細胞中的過表達促進了外泌體中間充質標記物(如波形蛋白和MMPs)的包裝，潛在地誘導受體細胞中的EMT。雖然在功能上沒有得到驗證，但間充質細胞的外泌體與上皮細胞的EMT誘導之間存在聯系。同樣，從轉移性乳腺癌細胞株MDA-MB-231中分離出來的EVs在亞油酸刺激下誘導上皮細胞MCF10A細胞發生EMT樣過程。EVs在細胞極性調節和EMT在體內啟動中的作用需要進一步深入研究。

7. 腫瘤EVs通路通過細胞外室

腫瘤分泌的EVs進行循環，可從幾乎所有體液中分離，包括血液、唾液和尿液。越來越多的證據表明，循環EVs介導多種細胞類型在遠處位點的重新編程，并影響不同的過程，如凝血、免疫反應和轉移前小生境(PMN)的建立。

8. 黏性小泡:腫瘤EVs促進凝血

一般認為轉移的發生與血栓并發癥的風險相關，血栓并發癥是癌癥患者死亡的主要原因(Stein et al.， 2006)。腫瘤部位的凝血和血小板聚集阻止了免疫系統對癌細胞的識別，促進了癌細胞的遷移和傳播(Sierko和Wojtukiewicz, 2007)。參與凝血的微泡可以來自血小板、炎癥細胞和癌細胞(Rak, 2010)。et al.， 2005)。

9. 腫瘤EVs對免疫系統有復雜的影響

早期研究中首次提出了EVs參與免疫調節，表明免疫細胞來源的外泌體攜帶MHC I類、MHC II類和T細胞共刺激分子(Zitvogel等，1998)。從那時起，EVs在免疫調節中的作用就得到了深入的研究。除了來源于淋巴細胞的EVs,巨噬細胞，DCs,非免疫細胞如上皮細胞和腫瘤細胞的EVs，也表達MHC類分子和腫瘤抗原(如Mart-1 / MelanA),可以調節免疫反應。雖然腫瘤EVs似乎大多具有支持腫瘤進展和轉移的免疫抑制作用，但有證據表明，EVs同時促進了促腫瘤和抗腫瘤作用，這表明腫瘤EVs和免疫系統之間的關系是復雜的，可能在很大程度上依賴于細胞類型和EV貨物。腫瘤外泌體所施加的免疫調節活性可能包括直接向免疫細胞發出信號，或者將腫瘤抗原轉移到DCs，將抗原呈現給T細胞，以誘導初級細胞毒性免疫反應。

10. 腫瘤EVs促進血管滲漏，促進腫瘤細胞循環進入遠端

血管滲漏被認為是PMN形成的標志(Huang et al. 2009)。腫瘤分泌的外泌體首先通過向內皮細胞傳遞特定的物質來滲透血管，然后通過這個受損的屏障擴散，直接與PMNs中的實質細胞融合，有利于轉移定植。分泌含有mir -105的外泌體的轉移性乳腺癌細胞會破壞受體內皮細胞中的緊密連接蛋白ZO1，從而增加血管通透性和轉移性侵襲的易感性(Zhou et al.， 2014)。

11. 腫瘤EVs創造了適合腫瘤生長的新位點:PMN

PMN的定義是在遠離原發腫瘤的環境中發育，適合腫瘤細胞的存活和生長。PMN的概念是由1889年Stephen Paget的早期觀察發展而來的，他發現不同的腫瘤類型傾向于轉移到不同的器官，這表明微環境在指示轉移性侵襲中起作用。

腫瘤分泌的外泌體促進了不同類型的細胞(如成纖維細胞、內皮細胞、巨噬細胞和不同數量的骨髓源細胞)向PMN的募集(Peinado等，2012)。胰腺腫瘤細胞分泌的外泌體在肝臟中執行PMN形成的逐步進展(圖2)(Costa-Silva等，2015)。Jung等人(2009)發現可溶性因子和來自CD44變異亞型(CD44v)陽性胰腺癌細胞外泌體的聯合作用介導了淋巴結和肺內PMN的形成。腫瘤外體miR-494和miR-542p轉移至淋巴結間質細胞和肺成纖維細胞，導致cadherin- 17 (Cdh17)下調和基質金屬蛋白酶上調(Mmp2, Mmp3, Mmp14)。

圖2. 腫瘤來源的EVs促進轉移前Niche形成和轉移

12. EVs作為生物標志物和治療的潛力

EVs作為生物標志物的治療潛力已經成為監測癌癥進展的有前途的生物標志物，并成為未來抗癌治療的新靶點。盡管仍有許多懸而未決的問題和方法上的挑戰，但這一快速發展的領域將最終對EVs在臨床環境中的相關性提供重要的見解。

13. 未來的發展方向

目前，只有很少的標記(i.e., TSG101, syntenin, and tetraspanins CD9, CD63, and CD81) 能將外泌體與其他EVs (如微泡或凋亡體)區分開來(Kowal等，2016)。此外，還沒有可靠的方法來描述正常組織分泌的外泌體。迄今為止的大多數研究都基于EVs的異質性種群，這就留下了一個問題，即不同的EV亞群是否在癌癥進展中發揮獨特的生物學作用。這些不同大小的顆粒是否具有不同的腫瘤細胞起源(如，腫瘤干細胞)?異質性顆粒是否針對特定的細胞類型，并通過不同但互補的機制促進PMN和轉移微環境的形成?

參考文獻：

Becker A, Thakur B K, Weiss J M, et al. Extracellular vesicles in cancer: cell-to-cell mediators of metastasis[J]. Cancer cell, 2016, 30(6): 836-848. （IF=22.8）