综述:外泌体在胃癌治疗中的关键作用:开启精准医疗新时代

【字体: 时间:2025年02月14日 来源:Cell Communication and Signaling 8.2

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  为解决胃癌预后差的问题,作者未提及具体机构的研究人员开展外泌体在胃癌肿瘤微环境(TME)作用及临床应用研究,发现外泌体影响 TME 多个方面,在诊断、治疗等方面有潜在价值,为胃癌治疗提供新思路。

  胃癌,作为消化系统中常见且频发的恶性肿瘤,严重威胁着人类的健康。全球每年新增胃癌患者超百万,它也是癌症相关死亡的第三大诱因。当前,胃癌的治疗手段虽多样,像手术切除、化疗、放疗、免疫治疗和靶向治疗等,但晚期患者的预后仍不理想,复发和转移难以有效遏制。肿瘤微环境(TME)作为肿瘤生长的 “土壤”,对肿瘤的发展起着至关重要的调节作用,其中包含多种细胞和非细胞成分,如免疫细胞、癌细胞相关成纤维细胞(CAF)、细胞外基质(ECM)以及外泌体等。然而,胃癌 TME 的复杂性和独特性使得调控其变化困难重重,探寻有效的治疗靶点迫在眉睫。
在这样的背景下,研究人员聚焦于外泌体展开深入研究。外泌体是一种源自各类细胞的细胞外囊泡,内含蛋白质、脂质、核酸等生物活性分子,在细胞间通讯中发挥关键作用,影响着免疫反应、神经通讯等生理过程,在癌症发展进程中也扮演着重要角色。本次研究旨在全面剖析外泌体在胃癌 TME 中的具体作用,探索其在临床诊断和治疗方面的潜在应用价值。该研究成果为胃癌的诊疗开辟了新的方向,有望为患者带来新的希望,相关研究发表于未提及具体期刊。

研究人员在开展此项研究时,采用了多种技术方法。通过细胞培养获取不同来源的细胞,如胃癌细胞、免疫细胞等,为后续研究提供实验材料。利用超速离心等技术分离和纯化外泌体,确保获取高纯度的外泌体用于研究。此外,还运用分子生物学技术,如实时荧光定量 PCR、Western blot 等,检测外泌体中核酸和蛋白质的表达水平,深入探究外泌体的作用机制。

外泌体的生物学特性与功能


外泌体是直径约 30 - 150nm 的膜结合纳米级细胞外脂质双层囊泡,来源于细胞内吞途径。其生物发生主要由运输所需的内体分选复合物(ESCRT)驱动,细胞先形成早期内体,在高尔基体协助下成熟为晚期内体,随后货物被包装进腔内囊泡(ILVs),积累形成多泡体(MVBs),MVBs 可与溶酶体融合被降解,也可与细胞膜融合分泌外泌体到细胞外。外泌体进入受体细胞主要有三种途径:受体细胞吞噬内化、与受体细胞膜融合以及受体 - 配体相互作用触发细胞内级联反应。同时,外泌体的货物分选和装载也可通过非 ESCRT 依赖途径进行。

外泌体对胃癌肿瘤微环境的影响


  1. 缺氧微环境:胃癌的微环境常处于缺氧状态,这会促使癌细胞和非癌细胞分泌更多外泌体,且癌细胞对外泌体的摄取效率也会提高。外泌体反过来又维持了缺氧环境,二者相互影响。例如,缺氧诱导因子 HIF - 1α 与胃癌外泌体中的 miR - 301a - 3p 相互作用,形成正反馈回路,促进胃癌细胞的生长、侵袭和转移。
  2. 血管生成:外泌体通过多种途径影响胃癌的血管生成。一方面,它可通过调节血管内皮生长因子(VEGF)信号通路来促进血管生成,如 circSHKBP1 可诱导 VEGF 分泌,促进血管浸润;另一方面,外泌体还能通过靶向相关基因,如将 miR - 130a 传递给血管内皮细胞,促进肿瘤血管生成。
  3. 炎症反应:癌症发展与炎症密切相关,胃癌的炎症微环境中,中性粒细胞和肿瘤相关巨噬细胞(TAMs)是关键组成部分。胃癌细胞来源的外泌体可激活中性粒细胞,上调炎症因子表达,促进肿瘤细胞的增殖和转移。同时,TAMs 来源的外泌体可促进癌细胞的迁移和侵袭。
  4. 免疫调节:外泌体在胃癌的免疫调节中发挥着双重作用。肿瘤细胞来源的外泌体常抑制肿瘤免疫,如上调中性粒细胞上的 PD - L1 表达,诱导具有免疫抑制活性的 PD - 1 肿瘤相关巨噬细胞扩增,促进胃癌进展。然而,部分外泌体,如 M1 巨噬细胞来源的外泌体,可通过降低 PD - L1 表达,增强 T 细胞依赖性免疫,抑制肿瘤形成。
  5. 代谢重编程:外泌体参与胃癌细胞的代谢重编程过程。例如,长链非编码 RNA(lncRNA)HAGLR 可通过外泌体传递,下调 miR - 338 - 3p,促进癌细胞的增殖和 5 - 氟尿嘧啶耐药性。此外,外泌体还影响脂肪酸氧化、脂肪生成等代谢过程,对胃癌的发展产生重要影响。
  6. 间质微环境:外泌体对胃癌间质微环境的影响涉及多个方面。它可促进成纤维细胞向 CAF 转化,增强胃癌细胞的增殖和迁移能力。同时,外泌体还参与上皮 - 间质转化(EMT)过程,促进胃癌细胞的侵袭和转移。此外,胃癌来源的外泌体可诱导腹膜间皮细胞发生间皮 - 间质转化(MMT),为胃癌的腹膜转移创造条件。

外泌体与胃癌化疗耐药


癌细胞的耐药性是化疗面临的重大难题,外泌体在其中扮演着复杂的角色。一方面,多种外泌体及其携带的 RNA 可诱导胃癌细胞对化疗药物产生耐药性,如 M2 - exo - 21 可通过激活 PI3K/AKT 信号通路,使胃癌细胞对顺铂产生耐药性。另一方面,部分外泌体可通过传递生物活性物质,如小干扰 RNA(siRNA),下调与耐药相关的因子表达,增强胃癌细胞对化疗药物的敏感性。

外泌体在胃癌诊断和治疗中的潜在应用


  1. 诊断方面:外泌体及其产物,如非编码 RNA(ncRNA),具有作为液体活检生物标志物的潜力。例如,循环外泌体长链非编码 RNA - GC1、外泌体包装的 miRNA - 23b 等,在胃癌的诊断、预后预测以及腹膜转移预测等方面展现出较高的价值。
  2. 治疗方面:外泌体在胃癌治疗中具有多种潜在应用。它可作为肿瘤疫苗,增强抗肿瘤免疫;还可作为抗肿瘤靶向药物载体,促进免疫治疗和化疗的协同作用,提高胃癌患者的预后。此外,针对外泌体在肿瘤代谢和微环境中的作用,通过抑制相关因子的分泌或活性,有望改善化疗效果。

研究人员通过一系列研究,深入揭示了外泌体在胃癌 TME 中的复杂作用机制,以及其在临床诊断和治疗方面的潜在价值。外泌体可作为胃癌诊断的生物标志物,为预测癌症预后提供依据;通过靶向外泌体或调节其携带的生物活性物质水平,有望降低胃癌的化疗耐药性,提高化疗疗效;同时,外泌体还具有成为肿瘤疫苗和靶向药物载体的潜力,为胃癌的个性化治疗开辟新途径。然而,目前外泌体在临床应用中仍面临诸多挑战,如液体活检技术的特异性、敏感性和检测效率有待提高,临床样本验证不足等。未来,需要进一步深入研究外泌体影响胃癌 TME 的机制,开展更多全面的临床前研究,以推动外泌体在胃癌治疗中的临床转化,为胃癌患者带来更有效的治疗方案。
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