神經膠質瘤是一種最常見的腦部原發性惡性腫瘤。美國腦腫瘤登記注冊中心分析相關數據表明，全身腫瘤發生統計中，腦腫瘤隻占所有比例的9%，而神經膠質瘤在腦部的惡性腫瘤中發病率高達80%。

        故而針對此類疾病的治療成為研究的熱點，因為大腦血腦屏障及神經膠質瘤細胞對相關藥物免疫相關性的存在，目前化學和放射療法效果都差強人意。又由於其最具侵襲性的生長，容易引起腫瘤細胞的侵襲轉移，且常侵犯中樞神經係統，所以手術切除效果亦不盡如人意。相關統計學分析表明，膠質母細胞瘤的中位生存期堪堪可達14.6個月。

        腦膠質瘤分泌的外泌體可以與周圍細胞相互作用，特別是外泌體miRNAs，根據ExoCarta數據庫的相關檢索結果顯示，目前已經發現的外泌體miRNAs達到2838個，其中與膠質瘤密切相關的約有12個，其不僅可以影響腫瘤及其他細胞的增殖和凋亡，且在腦膠質瘤的診斷和治療中起著有指導意義或者是決定性的作用。

1.外泌體的產生與外泌體中的microRNAs

        目前，統一認定外泌體是細胞外囊泡按大小區分出來的三種亞群之一，即外泌體(25～100nm)、微泡(100～1000nm)和凋亡小體(1～5μm)。而細胞外囊泡的發現卻是於20世紀80年代初，有研究在探究網織紅細胞的時候偶然發現細胞外囊泡的存在。

        後期的研究又表明外泌體可由體內不同種細胞分泌，因內含物的不同，發揮不同的作用，除被分泌外又可被附近或遠處的細胞吸收，如成纖維細胞、淋巴細胞和髓係細胞等。除了在大小上區別於其他亞群外，其最大的差別在於包含著豐富的營養物質，包括miRNAs、lncRNA、mRNA以及蛋白質等。其中miRNAs的作用尤為重要，後續相關實驗表明，其在調控細胞周期、細胞分化、對個體而言的生長發育時序等方麵也有著重要作用。在眾多外泌體miRNAs中與膠質瘤發生相關的約12個，而這些相關的miRNAs對形成膠質瘤生長發育的微環境、對膠質瘤發生發展的作用機製甚至是對其診斷都息息相關。

2.外泌體中miRNAs與神經膠質瘤的關係

        2.1“促癌性miRNAs”與神經膠質瘤的關係

        最近研究發現，miR-148a-3p在小鼠實驗模型中分別通過靶向調控ST18基因、CUL5和CADM1三個通道，增加神經腦腫瘤細胞的增殖和遷徙能力。高表達缺氧誘導因子-1α(hypoxiainduciblefactor-1α，AHIF)基因的膠質母細胞外泌體促進了細胞的存活和侵襲，並且HIF-1α和PD-L1的表達呈正相關。此外，在TCGA數據庫中，也證實了膠質瘤中HIF-1α和PD-L1mRNA的表達呈正相關。

        有研究表明，在神經膠質瘤的較高分級和相關不良預後的病例中，外泌體源性的miR-21-3p和miR-34a-3p表達顯著上調，同時在細胞實驗中敲除miR-21-3p和miR-34a-3p，膠質瘤細胞的侵襲、遷移和增殖能力的減弱有統計學意義，其相關機製可能與抑製程序性細胞死亡蛋白422的表達促進細胞凋亡，減少基質金屬蛋白酶抑製劑Reck蛋白和TIMP的產生有關。

        研究發現，外泌體miR-148a通過靶向細胞黏附分子1激活STAT3通路，促進膠質母細胞瘤細胞的增殖和轉移。還有實驗表明，miR-10b可以正向調控細胞侵襲，因為miR-10b沉默後，侵襲性蛋白如MMP13、MMP2、CTNNB1和HGF的表達明顯下調。

        2.2“抑癌性miRNAs”與神經膠質瘤的關係

        除“促腫瘤miRNAs”外，對“抑腫瘤miRNAs”的研究更為廣泛，包括miRNA-34、miRNA-128、miRNA-146、miRNA-1等，它們通過多種生理機製抑製膠質瘤細胞的生長和遷移。Katakowski等發現miRNA-146b在膠質瘤細胞中的表達明顯低於正常腦細胞，且骨髓間充質幹細胞外泌體源性的miRNA-146b對膠質瘤細胞的增殖有明顯的抑製作用。

        有研究表明，外泌體miRNAs是可以通過影響小膠質細胞的極化狀態，間接對膠質瘤細胞的增殖產生影響，例如抑製miRNA146a的表達可以減少小膠質細胞向M2型極化，有效降低IL-6mRNA的表達進而抑製膠質瘤細胞的生長。此外，miRNA-34既可以通過靶向Notch-1、Notch-2、c-Met或者Bcl-2等基因通路，也可以通過調整相關蛋白表達，如下調MMP2，抑製膠質瘤細胞的生長。由此可以說明，單一性miRNA可能在多種通路中發揮不一樣的作用。

        Ye等證實miRNA-128通過與靶向NIIMA相關激酶-2結合，促進膠質瘤細胞凋亡，相關靶點為COX-2。最後，發現miRNA-1研究備受爭議，但大多數實驗表明，過表達miRNA-1有助於抑製膠質瘤細胞的生長和遷移，其中一個現有機製被實驗證明，這可能是相關靶向抑製CDK9蛋白表達。其中有得出相反的結論是Wang等，實驗結論示miR-1表達減少抑製了腫瘤細胞的侵襲性和運動性。這是否說明miR-1表達的上升會促進腫瘤細胞的生長及侵襲。

        推測，導致結論不同的原因可以從以下兩方麵考慮：(1)miR-1存在較多調控的下遊靶基因，針對各靶基因效果可能不盡相同;(2)miR-1與其他miRNA共同調控同一種下遊靶基因，例如hsa-miR-155-5p和hsa-miR-205-5p共有靶基因AAK1、CNIH1、CREBRF等，hsa-miR-155-5p和hsa-miR-660-5p共有靶基因AICDA、BAG5、CARHSP1等。

3.外泌體中miRNAs與神經膠質瘤血管的生成

        眾所周知，生長需要營養，膠質瘤細胞的無限增殖對其需求更為突出，而膠質瘤中的血管就是保證營養運輸的主要通道，且血管的生長主要是在於血管內皮細胞的增殖與分化。其中MMP2是血管內皮細胞生長的必需物。而有文獻表明，miR-34a可以下調MMP2的表達，直接抑製神經膠質瘤血管的生成。且miR-296是目前已被證明在促進血管生成方麵相對有效的miRNA。Feng等在實驗中證明，過表達miRNA-296可以顯著提高內皮生長因子的表達，其機製是miR-296能夠靶向酪氨酸激酶底物的結合，通過阻斷血管內皮生長因子的降解來促進血管生成。

        Hermansen等通過定位實驗發現，miR-21在膠質瘤中的表達也與內皮細胞生長因子的誘導密切相關。近期研究表明，在調控血管的生長作用中，miRNA-15b與成纖維細胞生長因子2(fibroblastgrowthfactor2，FGF2)呈負相關性，FGF2的過表達針對性促進血管內皮細胞的增殖，而miRNA-15b表達抑製卻主要促進血管平滑肌細胞的增殖。

        與之類似的還有miRNA-9，在其傷口愈合實驗結果中，miRNA-9是明顯可以誘導人臍靜脈內皮細胞產生更多類似血管的“芽”，並可影響其長短，故miRNA-9可能為血管生成的特征性激活劑，有助於實現相關組織血管化。同時有研究表明，miR-299不僅能調控肺癌細胞的增殖和凋亡，同樣可調控胃癌細胞、胰腺癌細胞的增殖與凋亡，甚至還能降低膠質母細胞瘤血管密度和血管內皮細胞數量，但其機製尚同樣可能與Notch1通道有關，需要進一步明確研究。

4.外泌體miRNAs參與膠質瘤微環境的構建

        膠質瘤細胞的生長和轉移有賴於腫瘤微環境提供的各種便利條件，膠質瘤細胞與周圍非癌細胞的相互作用是維持有利於腫瘤增殖、腦侵襲、血管生成和免疫抑製微環境的有力保證。這種相互作用涉及細胞間的多種交流模式，如可溶性因素相互影響、縫隙連接性溝通、納米管的連接等，此類多種交流模式都與細胞外囊泡的分泌密切相關，囊泡中的miRNAs對微環境中的各種修飾有直接性關係。

        研究表明，在缺氧情況下，miR-1246可在外泌體中富集，可以通過激活STAT3信號通路，抑製NF-κB信號通路，靶向調控TERF2IP，誘導巨噬細胞向M2型極化，構建成抑製腫瘤生長的微環境。

        另外有研究表明，在缺氧條件下，膠質瘤可上調外泌體源性miRNA-10a和miRNA-21，促使髓係免疫抑製細胞的增殖，增強免疫抑製功能。這一過程主要通過miRNA-1OA/RORA/IκBα/NF-κB和miRNA-21/PTEN/PI3K/Akt分子途徑實現。此外，miRNA-1可通過包被細胞外囊泡參與腫瘤免疫微環境的形成，積極調控各種免疫細胞的形成及效應功能，直接構成腫瘤微環境，間接影響膠質瘤細胞的生長發育。

        在腫瘤的酸性微環境中，酸性微環境可以上調膠質母細胞瘤OCT4、Nanog、Oligo-2基因的表達，還可以促進VEGF、IL-8等細胞因子的產生，從而通過旁分泌作用促進膠質瘤細胞的生長。目前，尚無研究表明外泌體中的miRNAs與酸性微環境直接相關。

5.外泌體miRNAs與神經膠質瘤的治療

        5.1作為藥物載體的靶向治療

        膠質瘤的高死亡率和致殘率是目前對膠質瘤治療研究的重要原因，導致這種情況發生的原因是綜合性的，但其中較為重要的一點是目前臨床上缺少良好效用的藥物，其原因是對其藥物治療有兩個主要要求。第一，藥物必須可以穿透血腦屏障，靶向腫瘤區域。第二，它有足夠的療效來抵抗膠質瘤的高耐藥性。因此，現階段迫切需要一種能夠自然突破血腦屏障的藥物載體，而外泌體就在此種情況下作為研究的靶向載體。它除了主要的血腦屏障穿透外，還具有可生物降解性，免疫原性低，載貨能力強，穩定性足夠等優點。

        Yang等通過建立斑馬魚腦腫瘤模型，以內皮細胞源性外泌體為載體，攜帶相關抗腫瘤藥物針對靶向治療，證明了外泌體確實可以通過血腦屏障發揮相關作用。Zhu等通過建立小鼠膠質母細胞瘤體外模型和體內皮下及原位異種移植模型，證明了外泌體可作為化療藥物載體，尤其是包含有miRNA的外泌體，可通過質粒轉染的方式，從而提高了靶向性，明顯增強對腫瘤生長的抑製作用，使動物實驗中小鼠存活率的上升有統計學意義。

        5.2免疫治療

        不同於傳統的放化療治療，它旨在激活自身免疫係統，引導其識別並殺滅癌細胞及腫瘤組織。盡管目前其已經於其他腫瘤領域取得長足進步，但就神經膠質瘤而言，單純的免疫治療其效果仍差強人意。在手術切除的基礎上，額外增加放射治療或者聯合化學治療，患者生存結果明顯改善，但具體的作用方式仍存在爭議。在探索免疫治療具體功能的路徑中，與之最密切的是針對免疫抑製細胞的研究，其中腫瘤相關巨噬細胞是免疫治療中最重要的免疫抑製細胞之一。

        有研究表明，缺氧條件下，外泌體源性的microRNA-1246通過調控STAT3和NF-κB信號通路誘導的巨噬細胞由靜息態M0向激活態M2型極化，間接抑製自身免疫係統的激活。同時，建立的裸鼠顱內原位腫瘤模型實驗也顯示，microRNA-1246和microRNA-10B-5p能通過影響小膠質免疫細胞的極化，促進膠質瘤的侵襲和遷移，縮短裸鼠的生存時間。

        另外針對調節性T細胞(regulatoryTcell，Treg)最近的研究表明，α-GalCer類似物作為Treg的分支——不變自然殺傷T細胞(invariantnaturalkillerTcells，iNKT)的激動劑，與樹突狀細胞疫苗聯合使用，可增強傳統的T細胞反應，而外泌體又是α-GalCer激活的一種有效的細胞佐劑;若與iNKTs聯合使用，可以協同破壞免疫耐受，誘導針對膠質母細胞瘤細胞的強抗原特異性CTL反應，這對膠質母細胞瘤的免疫治療有顯著影響。但具體是外泌體中的何種物質起關鍵性作用，有待於進一步研究論述。

        另外一項報告顯示，miR-15a/16的缺失，可以維持免疫細胞CD8+T細胞的激活，進而抑製膠質瘤細胞的增殖，而這一結果的理論基礎是miR-15a/16靶向mTOR通道，mTOR通道負調控CD8+T細胞的激活。

6.結論與展望

        現階段對外泌體miRNAs的研究仍然停留於局限性的、單通道的分子靶向表達的基礎性研究，比如如何調控受體細胞中的靶基因及相關信號通路，進而調控腫瘤細胞的生長及遷徙，或者是研究miRNA的具體分選機製及其免疫調控。

        若想將目前外泌體miRNAs對膠質瘤診治方麵的體外細胞實驗及體內動物實驗，進一步轉化為人體試驗並對臨床起指導性意義仍然是一個挑戰。相對而言，外泌體microRNAs相較於其他小分子物質，如傳統意義上的內分泌型microRNAs，因其膜的存在而更不容易遭到相關降解產物的破壞。就目前而言，完善外泌體microRNAs與各種腫瘤之間的相關特異性表達譜至關重要，以提高microRNAs與不同種腫瘤係的特異度。

        同時盡早確定外泌體中microRNAs與膠質瘤發生階段之間的關係，為早期診斷提供理論基礎。不管是對膠質瘤發生發展的機製，或是作為治療癌細胞的藥物納米材料的靶向載體，抑或目前較為看好的作為膠質瘤相關性診斷的標誌物，都將是研究的著重點。我們堅信，針對膠質瘤外泌體miRNAs的不斷研究，可以對膠質瘤的診斷與治療帶來革命式的改變。

        來源：馮瑞,王春紅,成睿,張愛榮,吉宏明.外泌體中microRNAs在神經膠質瘤中的研究進展[J].臨床神經外科雜誌,2022(05):591-593+597.