淺談外泌體與骨轉(zhuǎn)移

導(dǎo)語：
   骨轉(zhuǎn)移是某些原發(fā)于骨組織以外的惡性腫瘤轉(zhuǎn)移至骨組織引起的以疼痛、骨折為主要表現(xiàn)的病理現(xiàn)象。骨轉(zhuǎn)移是一種長期癥狀，可行手術(shù)、放療改善癥狀，但療效較差。近日，一篇有關(guān)原發(fā)性前列腺癌的骨轉(zhuǎn)移的文章進(jìn)入人們視野，小編和大家淺談下外泌體和骨轉(zhuǎn)移的相關(guān)研究。

思維路線：

結(jié)果：
1.前列腺癌（PCa）衍生的外泌體促進(jìn)小鼠骨骼中的腫瘤生長
   從腫瘤細(xì)胞和健康人癌癥病人血清中分離外泌體，直徑在60-150nm范圍內(nèi)，發(fā)現(xiàn)人血清中外泌體含量相對較高，表達(dá)外泌體相關(guān)蛋白CD9，ALIX和HSP70。對小鼠進(jìn)行外泌體預(yù)處理，心內(nèi)注射（左心室）PCa細(xì)胞，發(fā)現(xiàn)PCa外泌體誘導(dǎo)轉(zhuǎn)移位點的數(shù)量增加，總腫瘤負(fù)荷增加。外泌體預(yù)處理使定植到骨髓中的PCa細(xì)胞比率增加至115%。，注射可以表達(dá)熒光外泌體的細(xì)胞，能檢測到它們在骨髓基質(zhì)細(xì)胞（BMSCs）中的存在，發(fā)現(xiàn)外泌體存在于所有組織中，在骨髓基質(zhì)的水平高于其他組織。

2. PCa衍生的外泌體誘導(dǎo)骨基質(zhì)細(xì)胞，增加PCa腫瘤細(xì)胞增殖與侵襲
   為研究外泌體是否通過微環(huán)境間接促進(jìn)PCa進(jìn)程，評估外泌體改變骨髓基質(zhì)細(xì)胞影響PCa細(xì)胞生長能力的程度?；|(zhì)細(xì)胞的條件培養(yǎng)基能抑制PCa細(xì)胞生長，相反，PCa外泌體預(yù)處理的基質(zhì)細(xì)胞培養(yǎng)基則促進(jìn)PCa細(xì)胞生長。將裝載有PCa細(xì)胞和含有或不含基質(zhì)細(xì)胞的海綿皮下植入小鼠側(cè)翼，然后PCa外泌體處理小鼠，發(fā)現(xiàn)單獨外泌體或基質(zhì)細(xì)胞均不影響PCa生長，而在充滿基質(zhì)細(xì)胞的海綿中，外泌體誘導(dǎo)PCa生長。外泌體對成纖維基質(zhì)細(xì)胞作用最大，然后是成骨細(xì)胞，對內(nèi)皮細(xì)胞或破骨細(xì)胞沒有影響?；|(zhì)細(xì)胞培養(yǎng)基會促進(jìn)PCa侵襲，PCa細(xì)胞外泌體預(yù)處理后的基質(zhì)細(xì)胞培養(yǎng)液進(jìn)一步增加PCa細(xì)胞的侵襲能力。使用HS-5人骨髓基質(zhì)細(xì)胞系進(jìn)行重復(fù)實驗有相同發(fā)現(xiàn)。

3. PCa衍生的外泌體增加基質(zhì)細(xì)胞中PKM2表達(dá)
   質(zhì)檢測外泌體誘導(dǎo)基質(zhì)細(xì)胞蛋白質(zhì)組發(fā)生的變化，變化幅度最大是一種糖酵解酶PKM2。PCa外泌體增加ST2細(xì)胞和原代BMSC中PKM2蛋白的表達(dá)，不誘導(dǎo)PKM2 mRNA轉(zhuǎn)錄。蛋白質(zhì)合成抑制劑CHX處理基質(zhì)細(xì)胞，在存在或不存在CHX的情況下，PCa衍生外泌體均誘導(dǎo)相似的基質(zhì)細(xì)胞中PKM2水平，表明外泌體將PKM2蛋白轉(zhuǎn)移到基質(zhì)細(xì)胞，而不是誘導(dǎo)PKM2 mRNA合成或蛋白質(zhì)合成。患者外泌體表達(dá)PKM2蛋白，它的表達(dá)隨著腫瘤的存在而增加，在腫瘤轉(zhuǎn)移時進(jìn)一步增加。PCa外泌體PKM2表達(dá)缺失導(dǎo)致PCa外泌體誘導(dǎo)PCa細(xì)胞生長的能力喪失，原發(fā)腫瘤中敲低PKM2，部分減弱了原發(fā)腫瘤增加轉(zhuǎn)移數(shù)量和腫瘤負(fù)擔(dān)的能力。這些結(jié)果表明原發(fā)性前列腺腫瘤促進(jìn)轉(zhuǎn)移，PKM2促進(jìn)原發(fā)性腫瘤的促轉(zhuǎn)移能力。

4.由PKM2誘導(dǎo)的BMSCs分泌CXCL12，PCa外泌體通過CXCL12促進(jìn)PCa腫瘤生長
   探討PCa外泌體中的PKM2是否調(diào)節(jié)基質(zhì)細(xì)胞產(chǎn)生可溶因子以促進(jìn)PCa生長。檢測對照或PKM2敲低PCa外泌體處理后，發(fā)現(xiàn)PKM2敲低改變了幾種細(xì)胞因子的表達(dá)，BMP-4和CXCL12明顯降低。PCa衍生的外泌體誘導(dǎo)CXCL12 mRNA和蛋白表達(dá)超過13倍?；|(zhì)細(xì)胞中加入或缺乏AMD3100，用PCa外泌體處理基質(zhì)細(xì)胞，收集基質(zhì)細(xì)胞的培養(yǎng)基，孵育PCa細(xì)胞，發(fā)現(xiàn)來自PCa外泌體處理的基質(zhì)細(xì)胞的條件培養(yǎng)基增加PC3和C4-2B細(xì)胞生長和侵襲；AMD3100能廢除其誘導(dǎo)的增殖和侵襲。外泌體處理基質(zhì)細(xì)胞的條件培養(yǎng)基可增加PC3細(xì)胞的增殖侵襲，PKM2敲低廢除PCa外泌體誘導(dǎo)的基質(zhì)細(xì)胞促PCa細(xì)胞增長侵襲的能力，AMD3100阻止了具有完整PKM2表達(dá)的PCa外泌體的誘導(dǎo)基質(zhì)細(xì)胞促PCa細(xì)胞生長侵襲的能力。PCa外泌體增加PCa植入骨髓的能力，AMD3100減弱這種能力。體內(nèi)驗證也有同樣發(fā)現(xiàn)，這些表明PCa外泌體的PKM2調(diào)節(jié)基質(zhì)細(xì)胞中CXCL12的產(chǎn)生，促進(jìn)PCa進(jìn)展。

5.PCa外泌體以依賴于PKM2的方式通過缺氧誘導(dǎo)因子（HIF-1α）的誘導(dǎo)，促進(jìn)基質(zhì)細(xì)胞中CXCL12表達(dá)
   PCa外泌體刺激ST2基質(zhì)細(xì)胞系和原代小鼠BMSC中HIF-1α表達(dá)，PCa外泌體敲低PKM2明顯降低HIF-1α表達(dá)?；|(zhì)細(xì)胞中敲低HIF-1α，降低外泌體介導(dǎo)的誘導(dǎo)CXCL12的能力。

總結(jié)：
   前列腺癌衍生的外泌體以PKM2依賴的方式刺激基質(zhì)細(xì)胞中HIF-1α表達(dá)，進(jìn)而誘導(dǎo)基質(zhì)細(xì)胞中的CXCL12表達(dá)，調(diào)控腫瘤進(jìn)展。