国自然常青树！外泌体miRNA—肿瘤选择性转移中的特洛伊木马

转移是癌症进展的一个终末阶段，其特征是肿瘤细胞在远处器官的异常迁移和定植，是癌症病理的一个重要标志。这种现象经常导致治疗效果不佳，并加剧患者死亡率。循环肿瘤细胞（CTCs）在继发或远端器官的成功定植是转移过程中的关键一步。

外泌体是一种小的膜结合囊泡，是细胞外囊泡群的一部分，作为肿瘤细胞与其周围微环境之间的细胞间通讯手段，在转移前生态位形成中起着至关重要的作用。这些细胞外囊泡能够通过水平基因转移的过程将各种生物分子（包括蛋白质、mRNA、microRNA、小RNA和DNA片段）转移到受体细胞。这种现象使得肿瘤细胞与其周围环境之间的分子信息交换成为可能，从而促进了转移前生态位的建立。其中，microRNAs （miRNAs）在肿瘤生长和转移的多方面过程中起着关键作用，涵盖了癌变的所有阶段。异常的miRNA表达模式是癌细胞的标志，许多癌症类型表现出miRNA水平升高或降低。癌症分泌的外泌体也显示出异常的miRNA谱，这可能有助于为肿瘤发生创造一个宽松的环境。

癌症转移是指癌细胞从主要肿瘤扩散，在原发肿瘤以外的位置定居和发展的过程。癌细胞一旦进入循环，它们必须经受住旅行的严酷考验，包括免疫反应和血流，才能到达次要部位。癌细胞的转移定位是一个复杂的过程，由多种关键介质精心策划。肿瘤分泌因子，包括肿瘤来源的细胞外囊泡和颗粒，在血液中循环并调节远端器官，从而影响转移进展。原发肿瘤可诱导缺乏癌细胞的继发器官微环境发生早期变化，创造有利于癌细胞定居和转移起始的宽松环境。这种现象导致了转移前生态位（PMN）的产生，在癌细胞到来之前，PMN为转移灶的建立提供了肥沃的土壤。

各种研究已经证实了外泌体在癌症转移中的作用，通过它们在转移前生态位的形成、影响肿瘤细胞和TME以及决定特异性嗜器官转移中的作用。TDE对PMN的建立具有多方面的影响，包括免疫抑制和免疫监视、促进血管生成和血管通透性、基质细胞激活、细胞外基质（ECM）重塑以及嗜器官转移。鉴于TDE在体液中的普遍存在以及作为癌症诊断的非侵入性生物标志物的潜力，TDE作为一种新的临床治疗靶点正在被广泛探索。

TDEs已被证明通过分泌促炎细胞因子、促进血管生成、TLR-3依赖性中性粒细胞浸润和募集髓源性抑制细胞（MDSCs）来调节肿瘤进展。TDE的非编码RNA，特别是microRNAs，越来越被认为是PMN的关键组成部分，并被证明通过调节转移前肿瘤微环境（TME）将miRNA转移到周围细胞或远处转移壁龛的细胞中。肿瘤来源的miRNA选择性地靶向参与免疫细胞抑制、血管生成和EMT的关键基因，从而启动远处器官的转移前生态位。这种miRNA介导的信号级联使原发肿瘤能够为随后的转移建立一个允许的环境。此外，器官特异性miRNA谱通过调节基因表达和调节细胞过程，在引导转移到特定组织中起着至关重要的作用，检测特异性miRNA也可以作为预测或预测转移的潜在生物标志物，从而提供预防或延迟其发生的手段。

结直肠癌（CRC）是全球第三大流行癌症，大约20%的患者在诊断时存在转移性疾病。来自结直肠癌细胞的外泌体可含有抑制EMT抑制剂并引发结直肠癌转移的致癌miRNA。例如，来自转移性CRC细胞的外泌体miR-335-5p被发现通过靶向RASA1和DLC-1来增强EMT，从而诱导CRC转移；EMT-CRC分泌的外泌体miR-27b-3p通过靶向p120和血管内皮钙粘蛋白（VE-Cad） CRC细胞诱导EMT来触发转移。外泌体成分可以来源于或传递到肿瘤细胞或肿瘤微环境内的细胞中，通过触发肿瘤细胞内的EMT过程，影响微环境的特性，从而提高转移活性。例如，emt - crc衍生的外泌体miR-29a通过靶向KLF4增强TME内皮细胞的转移。

值得注意的是，炎症被发现与抑制肿瘤进展以及促进肿瘤发生和转移有关。例如，炎性M1 tam通过其具有促炎和免疫刺激活性以及产生抗肿瘤因子（包括IL-1β、IL-6和TNF-α）的能力，被发现有助于结肠炎结直肠癌的发展；低密度IL-1β可诱导局部炎症反应并产生保护性免疫反应，而高密度IL-1β可引发炎症相关的癌组织损伤；另一方面，有研究表明，来自CRC肿瘤细胞的外泌体miRNA可以上调IL-6的分泌，从而提高炎症反应；外泌体miR-21可以触发促炎IL-6和IL-21的释放及其在循环中的存在，从而促进炎症微环境的形成。

鉴定促进EMT和肿瘤侵袭的特异性外泌体microRNA，以及那些有助于免疫抑制和炎症的microRNA，可能会导致旨在破坏这些途径和抑制CRC进展的创新治疗策略的发展。

浸润性乳腺癌常表现出淋巴和远处转移的倾向，在早期转移性乳腺癌中，肿瘤细胞通过淋巴系统和血液系统进行播散。例如，miR-130a-3p的异常下调已经在人类乳腺癌组织和循环血液中的外泌体中被发现；外泌体miR-130a-3p的低水平也被发现与淋巴结转移和TNM晚期有关；外泌体miR-770可以传递到肿瘤相关的巨噬细胞中，并随后增加巨噬细胞中miR-770的表达；上调miR-770可通过靶向STMN1抑制三阴性乳腺癌（TNBC）的侵袭和迁移。另一方面，Let-7a和c-Myc与BC呈负相关；来源于MDA-MB-231细胞的外泌体Let-7a可通过下调c-Myc表达抑制体外和体内的增殖、迁移和侵袭；miR-188-5p可通过靶向IL-6信号换能器（IL6ST）抑制乳腺癌细胞的增殖和迁移。这些数据证实了miR-188-5p在恶性BC细胞外泌体中的选择性分选。

在转移和扩散过程中，BC通过促进内皮屏障内的改变获得了通过血管迁移的能力。TNBC细胞中的外泌体miR-939可提高肿瘤细胞的跨内皮迁移，并直接靶向内皮细胞中的血管内皮钙粘蛋白（VE-cadherin）。这表明bc分泌的外泌体miR-939与细胞外促肿瘤特性有关，并与TNBC中较差的预后相关。在新辅助治疗之前，一项外泌体miRNA表达水平的比较分析显示，与非转移性乳腺癌患者和健康供者相比，转移性乳腺癌患者的miR-21和miR-105水平显著升高。

MiR-155是一种致癌miRNA，其上调在BC中普遍存在，并与复发、转移和耐药有关。MiR-155在癌症干细胞（CSCs）和耐药细胞中含量丰富，可通过外泌体传递至BC细胞。研究已经证明外泌体可以改变敏感细胞的迁移潜力并增强EMT，部分是通过miR-155的外泌体转移，miR-155和miR-205在调节炎症反应中起着至关重要的作用，从而影响肺和肝转移模型中BC细胞的转移生长。此外，研究人员发现，来自BC细胞的外泌体中miR-7641的水平升高，并且也存在于远处转移的乳腺癌患者的血浆中。这些发现表明，外泌体miRNA可能在调节BC细胞的行为中发挥重要作用，并可能促进疾病进展。

在选择性转移中，肿瘤源性外泌体miRNA表现出异常表达，并通过重编程靶器官在制备转移前生态位中发挥关键作用，提高转移成功的可能性。例如，外泌体miR-19a和整合素结合唾液蛋白（IBSP）的表达在雌激素受体阳性（ER +）嗜骨乳腺癌细胞系以及ER +乳腺癌骨转移患者的分泌中显著上调；与非转移性乳腺和非恶性乳腺细胞相比，miR-10b在转移性乳腺癌细胞中明显过表达；在内化后，miR-10b被发现抑制其靶基因的蛋白水平。此外，来自转移性乳腺癌细胞的外泌体治疗已被证明通过诱导非侵袭性乳腺上皮细胞的侵袭行为来诱导转移。

大多数肺癌最初是在第四期晚期诊断出来的，通常伴有广泛的转移性疾病,肺癌表现出通过淋巴和血液途径转移的倾向，反映了它们通过淋巴管和血液传播的能力。miRNA的失调可以通过基因沉默策略来抵消它们的致癌作用：Runx3 在肺癌组织中被发现下调，由于其能够拮抗Wnt信号通路的激活而被认为是肿瘤抑制因子；来自非小细胞肺癌（NSCLC）细胞的外泌体含有miR-210 (miR-210- exo)，已被证明通过抑制Runx3表达和激活PI3K/Akt信号通路来调节受体肺癌细胞的行为。这导致受体细胞的增殖、迁移和侵袭增强；在体内，外泌体miR-210被发现靶向Runx3/PI3K/Akt轴，从而促进裸鼠移植肿瘤的生长，与此一致的是，沉默miR-210基因表达显著减弱了外泌体miR-210诱导的致癌作用，强调了靶向该轴在癌症治疗中的潜在治疗相关性。

研究发现，肺癌细胞表位过表达miRNA-30a-5p可通过靶向细胞周期调控因子cyclin E2，显著抑制细胞增殖、迁移和侵袭。对肺癌（LC）患者良性胸腔积液（BPE）和恶性胸腔积液（MPE）来源的外泌体进行比较发现，MPE来源的外泌体中miR-665的水平明显更高。这些研究表明这些外泌体生物标志物可能作为转移性疾病诊断和监测的有价值指标。

总之，这些研究表明外泌体miRNA通过促进特定器官的定植在肺癌的选择性转移中发挥关键作用。外泌体miRNA靶向特定器官受到受体细胞表面特异性受体或配体表达谱的影响，从而允许肺癌细胞选择性地定殖特定器官和组织。

肝细胞癌（HCC）是一种常见的癌症类型，全球发病率排名第六，死亡率排名第三，肺转移是HCC最常见的肝外表现。研究表明，来自HCC细胞的外泌体miRNA在促进肺和骨转移中发挥重要作用，例如，肝癌来源的外泌体miR-574-5p已被证明通过直接靶向BMP2基因来促进破骨细胞的发生，从而加剧骨转移；来自高转移性HCC细胞的外泌体miR-1247-3p被发现通过直接靶向B4GALT3基因，促进成纤维细胞向癌症相关成纤维细胞（CAFs）的转化；反过来，CAFs已被证明通过促进EMT和干性来增强肺转移，这表明在转移进展过程中，外泌体miRNA在癌细胞和间质细胞之间的串扰中起着关键作用。

肝癌细胞释放的外泌体也被发现影响肿瘤细胞的转移行为。研究表明，酸性微环境诱导的外泌体miR-21和miR-10b可促进癌细胞的增殖和转移。因此，这些外泌体miRNA可能作为HCC的潜在预后分子标志物和治疗靶点；外泌体miR-125b已被证明通过靶向SMAD2基因抑制EMT， SMAD2基因是EMT的关键调节因子。

癌细胞倾向于在特定的器官和组织中定居，这种现象被称为器官特异性转移，是一个由遗传和环境因素微妙相互作用控制的复杂过程。外泌体miRNA已被证明对选择性转移过程产生深远影响，通过选择性靶向受体细胞调节基因表达，促进转移壁龛的建立。外泌体miRNA通过调节参与炎症、血管生成和免疫抑制的基因表达，创造一个宽松的微环境，促进了有利于转移的致瘤性景观。相反，这些miRNA也会抑制参与免疫监视和组织修复的基因的表达，从而使癌细胞能够站稳脚跟并茁壮成长。外泌体miRNA的这种双重功能使它们成为治疗开发的有吸引力的靶点。

在过去的三十年中，在阐明癌症转移方面的突破性发现揭示了大量防止这一阴险过程的新靶点。这些进展极大地扩展了我们对癌症传播背后复杂机制的理解，从而为旨在阻止转移过程的治疗干预提供了丰富的机会。探索针对多种成分的联合疗法也将是对抗这种复杂疾病的关键。最终，对外泌体生物学的深入了解将为新治疗方法的发展提供信息，为改善患者预后和更有效的癌症治疗前景铺平道路。