黑色素瘤中的外泌体:肿瘤进展、转移和免疫系统活性受损的作用

 
摘要

外泌体(Exo)是由黑素瘤细胞和肿瘤微环境的辅助细胞产生的小囊泡。它们通过经典和直接途径出现并积极参与远端组织的肿瘤定植。被Exo吞噬的蛋白质,核酸,细胞因子和生长因子被转移到受体细胞,在那里它们驱动肿瘤逃离免疫系统控制和肿瘤进展所需的许多功能。通过正或负调节免疫细胞特性,Exo引起免疫抑制,进而引起有缺陷的树突细胞(DC)功能。总之,这些作用限制了T细胞的细胞毒性,并扩展了T调节和髓源抑制细胞群。它们还会阻碍自然杀伤细胞产生穿孔素和颗粒酶。最后,Exo还控制黑素瘤细胞的有机性。Exo的独特表型特性既可用于诊断目的,也可用于早期鉴定可能对免疫疗法有反应的黑素瘤患者。来自DC的Exo的潜在治疗应用已在疫苗接种试验中得到证实,其显示相对于循环肿瘤细胞的抗黑素瘤活性增加。然而,在Exo可有效用于黑素瘤的诊断和治疗应用之前,还需要进行其他研究。

 
 
介绍

皮肤黑色素瘤是一种非常具有侵袭性的癌症,其发病率在全球迅速增加。鉴于黑素瘤细胞倾向于扩散到远处,同时避免免疫系统控制,预后通常较差。有利于黑素瘤细胞免疫逃逸的相关事件包括肿瘤细胞的可变抗原谱,抑制细胞的登记,微环境中可溶性因子的释放以及由黑素瘤微小RNA(miRNA)驱动的信号的传播。肿瘤扩张和转移的发展都受到分子机制的调节,这些机制反映了癌细胞与周围基质成分之间的持续串扰,这些成分严重加速或抑制癌症进展。除了直接的细胞间接触和黑色素瘤细胞的间接相互作用。

通过可溶性因子释放的基质,最近的研究提供了其他传播机制的证据,包括恶性细胞和免疫细胞分泌的小囊泡已经吞噬细胞蛋白,DNA和RNA积极参与黑色素瘤的进展和转移传播。真核细胞和原核细胞连续分泌由具有可变大小和细胞溶质来源的磷脂双层组成的球形囊泡。这些囊泡包括微粒,凋亡小体和外泌体(Exo)。外来体由正常细胞群和恶性细胞群产生,并驱动许多涉及细胞间信号传导,蛋白质货物运输,增殖和癌症发展的特殊功能。它们是由晚期内体膜内陷形成的小囊泡,因此富含细胞质成分,如不同受体的细胞外结构域。

外泌体通过激活上皮-间质转化(EMT)和诱导转移前的生态位形成来调节许多细胞功能,这些细胞功能与已经引发入侵远端组织的黑色素瘤细胞的增殖有关。它们还通过金属蛋白酶(MMP)激活下游整合素,表皮生长因子和Notch受体来控制细胞外基质(ECM)降解所需的细胞内信号。

通过调节树突状细胞(DCs)的分化和成熟及其抗原加工能力,Exo调节免疫细胞活性并抵消抗黑素瘤免疫过程,同时还调节细胞凋亡和CD4+和CD8+的存活。效应T细胞(Teffs),调节性T细胞(Treg)和髓源性抑制细胞(MDSCs)。肿瘤细胞附近的细胞因子产生和自然杀伤(NK)细胞的细胞毒性的抑制也由Exo介导。然而,它们在癌症进展中的作用也可以用于治疗应用,因为Exo通常携带由DC引起的肿瘤衍生的抗原,其引发功能性免疫应答。事实上,Exo的潜在治疗应用已经在基于Exo的疫苗接种的实验性临床试验中进行了评估。

此外,据报道,分离自胶质母细胞瘤,卵巢和前列腺癌的Exo抗原表达具有诊断价值。然而,在黑色素瘤中,Exo的可靠诊断和预后意义尚未得到证实。我们小组最近证实,Exo暴露的高水平CD28和PD-1与转移性黑素瘤中抗CTLA4免疫治疗的治疗反应相关,而来自DC的那些反映了免疫系统对黑素瘤细胞的活性的恢复。在这里,我们回顾最近关于Exo在黑素瘤中的起源,生物学功能,诊断和治疗意义的研究。

外泌体的分类、生物学及形成途径

细胞外囊泡主要归类为1)Exo,2)微泡,3)膜颗粒和4)凋亡小体。外泌体表现为30至120纳米的囊泡,具有杯状形态,可用于区分其他类似大小的颗粒。Exo还具有源自内体区室的典型蛋白质和脂质组成,包括四跨膜蛋白(CD9,CD63,CD81和CD82),与多泡体生物发生相关的蛋白质(Alix和Tsg101),热休克蛋白(Hsp90和Hsc70),转运蛋白(GTPases,annexins和flotillin)和整合素,而大量胆固醇,鞘磷脂和神经酰胺包围其脂质双层。Exo的外表面富含糖基团,如甘露糖,唾液酸和聚糖,而磷脂酰乙醇胺主要存在于双层的两个小叶之间。

Exo的形成及其向生物体液中的释放通过两种主要途径发生:经典途径和直接途径(图1)。经典途径涉及多囊泡内体(MVE)内腔内囊泡的发展,其与与货物降解相关的溶酶体或与质膜融合,从而导致腔内囊泡的释放,即Exo。然而,细胞货物也可能通过配体/受体活性和Exo的内吞作用与靶细胞相互作用。MVE在整个膜或溶酶体中的运输由来自Rab家族的小GTP酶调节,而钙水平和柠檬酸激酶控制MVE与质膜的最终融合。此外,越来越多的证据表明,运输所需的内体分选复合物(ESCRT)在膜内陷期间发挥重要作用,因为它们通过特定的蛋白质-蛋白质和蛋白质-脂质相互作用使内体限制膜变形。结果是囊泡向内出芽,随后通过泛素相互作用模块进行货物识别和分选。泛素化的货物首先与肝细胞生长因子调节的激酶底物结合,后者是位于内体膜上的ESCRT的一个组成部分;然后将其通过ESCRT依赖性蛋白质加载到膜上,然后将其包装到出芽的Exo中。Exo的释放也可以通过ESCRT独立途径进行,该途径主要涉及神经酰胺途径。神经酰胺的独特性质有利于囊泡生物发生,包括在Exo的膜双层中促进自发负曲率的锥形结构。Exo的神经酰胺依赖性生物发生也涉及四跨膜蛋白,其形成与各种胞质蛋白相互作用的寡聚体。

1:外泌体形成的途径。Exo形成的两个主要途径被描述为“直接”和“经典”(左)。“直接途径”通过囊泡的直接胞吐促进Exo形成,包括纳米囊泡和源自质膜向外出芽的MV。相反,“经典途径”需要重新激活内体,其源自质膜的向内出芽并导致多囊泡内体(MVE)的发展。在其内容物的有效包装后,MVE与质膜融合并在细胞外空间释放Exo。外泌体由脂质双层(右)组成,其包含跨膜和细胞质蛋白或非编码miRNA,mRNA以及单链和双链DNA。此外,外来体被许多蛋白质吞噬,这些蛋白质主要由肿瘤衍生的新抗原,I类和-IIMHC分子和四跨膜蛋白代表。此外,黑素瘤生成的早期阶段的特征在于黑素体,含黑色素的细胞器的产生,其导致高度富集的致癌miRNA,其主要作用涉及原发性转移性生态位环境的制备。

 

或者,直接途径是导致Exo形成的直接途径,并且它主要由T细胞用于从质膜快速产生这些囊泡。通过直接途径产生的Exo的典型抗原谱包括CD63,CD81和CD82的表达,尽管Mal-7表达明显特异于T细胞衍生的Exo。

外泌体和黑色素瘤的研究进展

黑素瘤的发生是一个逐步发展的过程,涉及与黑素细胞恶性转化有关的遗传、表观遗传和环境因素,使黑素细胞不受控制地增殖并获得侵袭力。细胞通过细胞间接触和(或)分泌可溶性分子(包括生长因子、细胞因子和细胞外小泡释放的趋化因子)进行通讯的能力最近被报道。就Exo而言,这些小泡通过转移不同的刺激促进血管生成和基质重建,从而促进黑色素瘤的转移扩散,从而促进黑色素瘤的进展,使癌细胞能够逃避免疫监视,并通过改变信号通路(图2)。黑色素瘤进展的主要事件包括围绕肿瘤床的血管网的建立和/或维持免疫抑制环境,黑色素瘤细胞与由黑素小体作用的真皮之间的相互作用导致真皮肿瘤小生境的形成,然后肿瘤向远处扩散,这主要取决于恶性细胞和基质细胞之间的复杂的相互作用。图2:外来体驱动黑素瘤细胞的转移。原发性黑色素瘤细胞产生Exo,能够靶向不同的群体,包括肿瘤微环境(左)和它们参与转移前的生态位形成的远端位点(右)。Exo与靶细胞相互作用的分子机制包括细胞因子,miRNA和在这些囊泡中可变表达或积累的受体。富含Let7a,Let7i,miR-191和miR-222(A)的Exo促进肿瘤生长和侵袭,同时还能够损害免疫系统活性,导致树突细胞成熟缺陷,T细胞的细胞毒性受损和扩增抑制性群体,包括调节性T细胞(Treg)和髓源性抑制细胞(MDSCs)。(B)Exo对miR-9的表达和高水平的白细胞介素(IL)-6和血管内皮生长因子(VEGF)通过激活JAK/STAT途径驱动新血管生成,而uPAR和ADAMs蛋白酶(C)促进细胞外基质的重塑和降解。黑素细胞产生黑素体(D),作为在角质形成细胞中积累的黑色素吞噬的囊泡。恶性黑素瘤细胞刺激真皮的胶原相关成纤维细胞(CAF),通过过量产生miR-149,-211,-23,-let7a和-let7b导致黑素瘤细胞增殖增加。此外,Exo对CD169的上调是黑素瘤细胞向淋巴结募集的关键步骤(E),转移细胞的定植也受αv整合素,缺氧诱导因子(HIF)的支持。-1α和肿瘤坏死因子(TNF)-α。此外,特定的向心性(F)由表达MET的Exo驱动,其反过来促进涉及新血管发生和转移前生态位形成的骨髓祖细胞(BMDCs)的动员。

外泌体对肿瘤生长、血管生成和黑色素瘤细胞侵袭力的影响

外泌体通过改变由癌基因和非编码RNA激活的细胞内通路来影响黑色素瘤细胞的前转移行为(图2A)。miRNA-222在黑色素瘤细胞中的过度表达通过抑制p27、CDKN1B和c-Fos基因的表达而促进肿瘤的发生。这种能力可以通过Exo有效地转移到受体细胞,从而激活PI3K/AKT通路,这是促进黑色素瘤细胞增殖所必需的。Exo还促进新生血管生成和癌细胞侵袭近端和远端组织的能力;这些活动似乎受Exo携带的免疫调节剂和促血管生成分子的调节(图2B),如白细胞介素(IL)-6、血管内皮因子(VEGF),特别是MMPs。MMPs对细胞外基质的重建是肿瘤细胞侵袭和转移的关键,因为细胞外基质的局部降解是肿瘤细胞侵袭的第一步。此外,来自包括黑色素瘤在内的几种肿瘤模型的Exo被证实富含诸如uPAR、ADAMS和HAdase等蛋白酶,这些蛋白酶介导Ⅰ型和Ⅳ型胶原、层粘连蛋白和纤维连接蛋白的消化(图2C)。此外,Exo高表达CD44和α6β4分子,这些分子与透明质酸和层粘连蛋白相互作用,从而粘附于细胞外基质成分。这种相互作用产生的突出的粘附结构具有蛋白水解活性,并通过粘附于细胞外基质而溶解其胶原、层粘连蛋白和纤维连接蛋白成分。此外,inoverodia是Exo的关键对接位点,受到肿瘤细胞产生的miRNAs的强烈损害,并以Rab27为靶点。

Exo还通过将miR-9从黑色素瘤转移到内皮细胞而表现出促血管生成活性,这触发JAK-STAT通路,增强了血管细胞的迁移倾向,并形成了一个支持肿瘤的血管网格。黑色素瘤的转移倾向也是由于肿瘤细胞通过重排其细胞骨架和改变其与ECM的接触而跨过血液或淋巴管的能力而增加的。这一过程被称为EMT,受到Exo的影响,Exo促进了细胞间充质而不是上皮特征的转换。黑色素瘤来源的Exo还通过上调Let7a、Let7i和miR-191来促进EMT,后者反过来通过下调E-cadherin和过度表达间充质分子(包括波形蛋白、ZEB2和SNAIL2)激活MAPK通路(图2A)。

黑素小体和外泌体对黑色素瘤转移灶形成和器官趋向性的影响

黑素细胞产生黑色素,黑色素储存在黑色素小体中(图2D)。它们是高度专门化的细胞器,被低(未成熟)和高(成熟)水平的黑色素吞噬,正常皮肤中的黑色素在紫外线照射下被转移到角质形成细胞附近。黑素小体控制黑色素瘤细胞与微环境之间的通讯,促进与癌症相关的成纤维细胞(CAFs)的形成,其结果丰富了驱动细胞增殖、运动和炎症的基因。黑素小体激活CAFs的机制包括miRNAs(-149,-211,-23,-let7a和-let7b)的异常产生,这些miRNAs激活ERB级联上游的MAPK信号到Exo,而后者独特地刺激Wnt通路。根据这些发现,可以想象黑色素小体在真皮内建立了一个早期的生态位,并有助于侵袭性黑色素瘤细胞的转移表型。此外,已经证明Exo在肿瘤微环境中起着重要的促肿瘤作用,而来自黑色素瘤细胞的细胞也向远处组织迁移以准备转移前的小生境。以前的研究已经确定了前哨淋巴结中的Exo,这些淋巴结为黑色素瘤细胞的归巢和生长做了有利的准备。进入淋巴结的EXO上调降解细胞外基质的蛋白酶以及促血管生成因子肿瘤坏死因子-α、血管内皮生长因子、低分化因子-1和尿激酶型纤溶酶原激活剂,从而促进转移灶内黑色素瘤细胞的募集、捕获和生长(图2e)。除了促进癌蛋白受体酪氨酸激酶MET的水平转移外,EXO还可以刺激骨髓来源的细胞(BMDCs)获得血管生成的转移表型,这增强了BMDCs的动员,从而促进了它们向转移部位的募集。因此,BMDCs通过建立一个捕获循环黑色素瘤细胞的合适的微环境来增强转移性疾病的倾向和范围。

黑色素瘤的进展过程中,Exo直接影响器官取向(图2F)。这些囊泡与其靶细胞的融合为受体组织做好准备,使其成为转移细胞随后归巢的允许性组织。蛋白质组学分析表明,它们不同的整合素表达模式与特定的行为有关,其中α6β4和α6β1的表达上调主要导致肺向性,αvβ5的表达上调。其他研究表明,Met癌蛋白在肺选择性嗜好的黑色素瘤细胞来源的Exo细胞中积累,而Exo与成纤维细胞的融合上调Src和S100,这反过来又刺激趋化和炎症。

黑色素瘤外泌体与免疫系统

免疫编辑依赖于复杂的机制,包括细胞内和细胞外的信号,以对抗恶性细胞的增殖和肿瘤的进展。因此,它的放松管制对于黑素瘤细胞逃避免疫系统控制是至关重要的。Exo在免疫逃逸中起着直接和间接的作用(图3)。在黑色素瘤细胞向远处组织迁移的过程中,免疫细胞或其未成熟前体的直接调节主要发生在与Exo相关的抑制性或促凋亡信号的反应中。Exo的间接作用包括扩大和分化免疫系统的负性调节因子,如MDSCs和Tregs,从而有利于肿瘤细胞逃避免疫监视。

最近从基于免疫的癌症治疗中观察到的结果为一种基于利用CD8+T细胞的细胞毒性来破坏肿瘤细胞的策略提供了支持。免疫治疗可维持和提高T细胞反应的效率,但这种T细胞群体受耐受诱导机制的影响,其中大部分是在肿瘤微环境中激活的,最终限制了这些免疫细胞的有效性。肿瘤来源的Exo富含黑色素瘤细胞和耐受性免疫细胞产生的免疫抑制剂;这些分子阻碍免疫识别和黑色素瘤细胞的清除,后者随后获得增殖能力。改变免疫系统活性的外部相关机制包括刺激T细胞中的选择性配体/受体相互作用,或通过DC的吞噬作用将其内化。Treg对Exo特别敏感,而一旦腺苷途径被激活,CD4+T细胞大部分被这些小泡抑制。因此,来自黑色素瘤细胞的Exo能够干扰大多数免疫细胞,从而增强允许肿瘤细胞向远处组织传播的信号。

此外,黑色素瘤的微环境中也含有由免疫细胞或基质细胞产生的Exo,因此参与抑制黑色素瘤细胞的增殖。这些观察表明,Exo可用于治疗目的;事实上,目前临床上正在进行一些基于来自DC和NK细胞的Exo的疫苗试验。事实上,免疫细胞也释放Exo作为DC、肥大细胞以及B细胞和T细胞。在此背景下,研究表明,来自人类和实验B细胞的Exo可诱导抗原特异性MHCⅡ类限制性T细胞反应,从而提示其在抗原呈递中的主要作用。此外,T细胞来源的Exo是炎症和免疫反应的关键介质,调节免疫细胞的活性,抑制自身反应性T细胞的细胞毒作用,从而抑制移植排斥反应。最后,DC释放名为Dexosomes(Dex)的MVS,其结果丰富了CD80、CD86共刺激分子,用于增强免疫应答和调节抗癌活性所需的功能性抗原呈递。

图3:黑色素瘤细胞的外切体平衡免疫系统的活性。一种功能性的抗黑色素瘤免疫应答是由含有抑制和刺激分子的Exo精心策划的,这些分子可能会改变免疫系统的平衡。Tregs和MDSCs的增殖也被上调的转化生长因子-β或黑色素瘤来源的Exo对T细胞和DC的抑制信号所诱导。参与这些过程的免疫抑制细胞因子包括白细胞介素-6(IL-6)、白细胞介素-10(IL-10)以及促凋亡分子,这些细胞因子均可从Exo转移到免疫细胞。相反,外体转化生长因子-β和Toll样受体的激活抑制NK细胞释放穿孔素和颗粒酶以及巨噬细胞的活化。然而,免疫细胞在微环境中也产生Exo,来自DC(D-Exo)和CD8+T细胞(T-Exo)的细胞与肿瘤细胞和免疫细胞相互作用,导致黑色素瘤逃避免疫系统的控制。

 

效应T细胞

外泌体通过将膜结合配体传递给免疫细胞上表达的同源受体而抑制T细胞的活性。从Exo到免疫细胞的信息传递和传递是肿瘤细胞和宿主免疫系统之间发生的串扰的关键要素。事实上,Exo传递的许多信号不需要内化,可能会改变受体T细胞的表型和功能,从而导致细胞毒性免疫反应的损害。此外,对外来抗原免疫应答所必需的ζ链复合物也受到黑色素瘤Exo的负面影响,其活化和磷酸化上调淋巴细胞增殖的JAK3和STAT5也是如此。Exo还通过Fas和TRAIL死亡结构域以及pd1/pdl-1通路的激活触发T细胞凋亡,同时表达一些免疫抑制分子,如转化生长因子-β1和一些T细胞毒性负性调节因子,包括IL-10和CTLA-4。

然而,与它们普遍的免疫抑制作用相反,Exo也能促进T细胞对黑色素瘤的强烈反应。MHCⅠ类分子和其他抗原(gp100,TYR2和MART1)的高水平表达有利于这种能力的发挥。这些分子与T细胞相互作用,增强其细胞毒性抗黑色素瘤活性。最近对黑色素瘤细胞间串扰的研究表明,Exo的有效载荷是由躯体进化形成的,因为来自不同黑色素瘤细胞系的Exo对T细胞抑制的肿瘤细胞的增殖有不同的影响,包括通过蛋白酪氨酸磷酸酶PTPN11的外体上调。

肿瘤细胞免疫逃逸的机制包括循环血液中Treg种群的扩大,以及原发肿瘤和转移部位的Treg种群的扩大。然而,当Exo与许多T细胞亚型相互作用时,它们的主要作用是对过度产生IL-10和β-1的抑制群体,增加负免疫检查点(如CTLA-4和高磷酸化Smad2/3)的表达,这参与了抑制抗肿瘤免疫应答的细胞内抑制信号的转录。在其他癌症实验模型中,miRNA-214从肿瘤来源的Exo转移到T细胞,下调PTEN(磷酸酶和张力蛋白同源物),而有利于Treg在癌症微环境中的扩展和迁移。此外,Exo还能诱导耐受树突状细胞,这也促进了Treg的产生。支持这些观察的发现是,B16黑色素瘤模型中的T细胞毒性很差,这是由Treg衍生的Exo驱动的负信号所致。最后,Exo调节Treg免疫检查点蛋白的水平。这一特性可能与设计新的抗黑色素瘤免疫疗法有关。

单核细胞和树突状细胞

以往的研究表明,黑素瘤小泡对树突状细胞(DC)的单核细胞分化和成熟有一定的抑制作用。与黑素瘤相关的单核细胞表达CD80和CD86共刺激分子受到抑制,但保留CD14和HLAⅡ类分子的表达,从而促进CD11b+/Gr-1+MDSCs的增殖。因此,黑色素瘤的单核细胞逐渐获得CD14+/HLADR-/低抑制表型,改变T细胞增殖和干扰素-γ的产生,同时增强抑制性细胞因子IL-6、肿瘤坏死因子-α和转化生长因子-β在肿瘤环境中的分泌。对IL-6基因敲除的黑色素瘤小鼠的进一步研究表明,肿瘤Exo中这种细胞因子的高含量抑制单核细胞前体DC的分化,其机制包括转录STAT-3上游和下游的激酶,同时诱导耐受,从而使黑色素瘤细胞逃避免疫系统的控制。与黑色素瘤Exo对DC活性的普遍抑制作用相反,一项利用B16F1黑色素瘤细胞系进行的研究表明,这些小泡可交替诱导DC成熟,进而诱导T细胞增殖。后一项发现提示了Exo的治疗应用。在其他研究中,肿瘤Exo暴露的抗原可以转移到DC,在那里它们激活细胞毒性T细胞,尽管后者只表现出微弱的抗肿瘤免疫反应。根据这些发现,来自循环DC的Dex显然在抗原呈递、CD4+和CD8+T细胞的交叉调节以及增强适应性免疫和先天免疫方面具有很强的抗黑色素瘤活性。因此,DEX疫苗在晚期黑色素瘤患者的I期临床试验中进行了测试,但存活率的改善很小。还需要进一步的努力来增强Dex在体内的临床疗效。

自然杀伤细胞

黑色素瘤来源的Exo对NK细胞活性的具体作用尚未被描述,尽管在其他癌症模型中,各自的Exo明显干扰了一些与NK细胞毒性有关的受体。特别是,肿瘤来源的Exo通过上调转化生长因子-β和磷酸化Smad1,抑制NK细胞杀伤恶性细胞所必需的颗粒酶和穿孔素的释放,从而抑制NKG2D、NKp30、NKp46和NKG2C受体的表达。NK细胞自身释放Exo,NK-92细胞系释放高水平的CD63、Alix和Fas-L,参与死亡域介导的凋亡。由于这些Exo能够在体外和体内诱导抗肿瘤活性,它们作为一种免疫治疗策略在转移性黑色素瘤中的应用已被提出。

癌症的预测和预后生物标记物的识别是一个活跃的研究领域,但到目前为止,只有少数这样的分子与临床应用相关。然而,最近的几项研究提出了Exo在癌症诊断和预后方面的应用。从黑色素瘤患者血清中分离出的exo表达较健康对照组更高的CAV-1、S100B和MIA(黑色素瘤抑制活性)。对黑色素瘤中Exo潜在预后作用的进一步研究表明,CAV-1+Exo的高水平与预后呈负相关。这些研究推动了包括前列腺癌在内的其他癌症模型的进一步研究,因为前列腺特异性抗原水平不能作为前列腺癌早期或复发的可靠指标,而前列腺癌细胞释放的前列腺体可能作为生物标记物。事实上,前列腺癌患者血液和尿液中前列腺体的富集与疾病的范围和病程明显相关。在卵巢癌和胶质母细胞瘤以及转移性黑色素瘤患者的免疫细胞中也取得了类似的结果。在后者中,来自T细胞的Exo(T-Exo)和Dex的抗原分布与亲代细胞非常相似,包括免疫治疗可能针对的假定的免疫检查点受体的表达,以及CD80和CD86等共刺激分子的表达。此外,PD1和CD28在T-Exo中的高水平表达提示了ipilimumab的临床益处,并且与无进展和总体生存显著相关。因此,T-Exo表达PD1和CD28可能是预测黑色素瘤患者免疫治疗最佳应答者的有价值的工具,而CD80和CD86水平可作为预后的生物标记物。

除了Exo显示的抗原库外,这些小泡还运输大量的RNA和DNA,这是诊断和预后的一个特征。在转移性黑色素瘤患者的Exo中检测到miR-17、miR-19a、miR-21、miR-126和miR-149的升高水平,并描述了它们在监测临床结果中的应用。同样,Exo的双链DNA可能有助于BRAF突变的检测。此外,黑色素瘤来源的Exo中高水平的miR-211表明对BRAF抑制剂的敏感性降低,其机制涉及TRPM1基因的调节因子MITF的过度表达,从而延长黑色素瘤细胞的存活时间。其他临床应用包括利用Exo将药物或miRNAs运送到肿瘤细胞,或利用这些小泡的抗原性来刺激免疫反应。与后者相关的是,肿瘤肽致敏树突状细胞的Exo可以激发特异性的细胞毒性淋巴细胞,从而以T细胞依赖的方式抑制癌症的生长。Exo疫苗的第一阶段临床试验证明了Exo大规模生产的可行性和Exo管理的安全性。

尽管早期的研究已经在小组患者中完成,限制了已取得的结果的临床影响,但肿瘤衍生的Exo似乎是一个非常有趣的工具,可以用来表征黑色素瘤的分子特征。因此,未来的临床试验可能会解决它们在临床实践中的诊断和预测作用,而治疗的应用似乎还不成熟,不能用于即将到来的临床应用。

结论

外泌体发挥广泛的生物学功能,主要通过细胞间的串扰和传递调节不同细胞过程的效应器或信号分子。由于它们也有助于癌症的发展和转移,在各种生物液体中检测它们是获得致病信息和确定与诊断和预后有关的特定生物标记物的一种有前途的策略。在精确医学时代,Exo的巨大前景涉及到它们在非侵入性策略中的潜在应用,这些策略的目的是早期确定生物标记物,以确定免疫治疗的反应者,或发现与黑色素瘤的发展和扩散到远处组织有关的免疫系统的特定功能障碍。此外,Exo可能有助于预测治疗反应,并以改良的形式通过miRNAs、siRNAs和化疗的系统给药对特定器官进行靶向治疗。在此背景下,这些丰富的Exo可能被理想地用作免疫治疗策略中针对肿瘤缩小过程中释放的新抗原的刺激佐剂。虽然到目前为止,人们对Exo的生物学知之甚少,但它们目前仍是一个活跃的研究课题。这些发现将提高我们对Exo在癌症发生和发展中的作用的认识。

原文来源:

Marco Tucci, Francesco Mannavola, Anna Passarelli,et,al.Exosomes in melanoma: a role in tumor progression, metastasis and impaired immune system activity.Oncotarget, 2018, Vol. 9, (No. 29)

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