腦膠質瘤是中樞神經係統腫瘤中最常見的原發惡性腫瘤，其中膠質母細胞瘤(glioblastoma，GBM)惡性程度最高。盡管有外科手術輔以放化療的綜合性治療方案，患者在最初診斷後的中位生存期僅為12～14個月。

        越來越多的證據表明，細胞外囊泡特別是外泌體在膠質瘤中具有重要的功能及作用，與腫瘤的發生發展、侵襲轉移、免疫調節和化療耐藥密切相關。膠質瘤外泌體攜帶其母細胞的生物遺傳物質，跨越血腦屏障進入血液循環，可以作為膠質瘤診斷的腫瘤標誌物。作為腫瘤細胞與血腦屏障進行物質交換的信使，外泌體可以作為藥物遞送載體用於膠質瘤靶向治療。

        基於以上理論，近年圍繞外泌體與膠質瘤進行研究，逐漸的研究重點集中到最近發現聚合酶Ⅰ和轉錄釋放因子(polymerase-1andreleasetranscriptfactor，PTRF，又稱Cavin-1)上。PTRF作為新型的膠質瘤外泌體生物標誌物，在膠質瘤診斷及預後中具有重要作用。現就PTRF與外泌體在膠質瘤診斷和治療中的相關研究進展綜述如下，為外泌體在膠質瘤的診斷和治療中的作用提供參考。

1.外泌體在膠質瘤中的作用

        膠質瘤是中樞神經係統最常見的原發惡性腫瘤，其特征是高侵襲性、複發率和死亡率，其中GBM惡性程度最高，患者預後最差。最近研究證明，膠質瘤細胞可以釋放大量外泌體，並且外泌體在膠質瘤的發生發展中具有重要作用。

        外泌體通過運輸生物分子(RNA、DNA、蛋白和脂質)介導腫瘤微環境中的細胞間通信，從而在腫瘤增殖、轉移和對化療或放療的抵抗中發揮作用。由於其納米尺寸，外泌體可以穿過血腦屏障，可改變膠質瘤微環境促進腫瘤進展，也可作為藥物遞送載體進行治療。在過去五年中，外泌體在膠質瘤中的作用取得了研究進展。

        許多研究表明，膠質瘤分泌的外泌體與正常神經膠質細胞分泌的外泌體內的物質不同。膠質瘤細胞分泌的外泌體富含EGFRvIII，血管生成因子和非編碼RNA。膠質瘤細胞衍生的外泌體促進血管生成、增殖、調節腫瘤侵襲性並激活信號傳導，還參與膠質瘤的治療抵抗。Cai等報道，外泌體中miR-148a通過靶向CAMD1激活STAT3轉錄進而促進GBM進展。

        研究表明，NDFIP1通過促進細胞攝取含PTEN的外泌體，從而下調PI3K/AKT信號。但NDFIP1在膠質瘤中的表達受到抑製，導致含PTEN外泌體的攝取減少，以維持PI3K/AKT信號傳導，並促進膠質瘤細胞存活和增殖。外泌體還在膠質瘤治療抵抗中發揮重要作用，因為它們可以從腫瘤細胞中外排治療藥物。

        外泌體可促進成纖維細胞的形成，引起成纖維細胞反應，從而形成抗腫瘤藥物的屏障。外泌體也可以通過生物分子(如miRNA)將藥物敏感腫瘤細胞轉化為耐藥腫瘤細胞。鑒於它的功能特征和作用，外泌體不僅可以作為膠質瘤診斷和預後標誌物，而且可以作為特異性靶向膠質瘤的治療工具。因此，外泌體是膠質瘤診斷、預後和治療的一個有前景的研究方向。

2.PTRF是膠質瘤外泌體的生物標誌物

        外泌體在腫瘤研究中的一項重要臨床應用是其作為診斷和預後的生物標誌物。外泌體存在於各種體液中，如血液、尿液和腦脊液等，易於獲得並能反映其母細胞的狀態和類型。因此，外泌體是腫瘤診斷中理想且無創的生物標誌物。例如，血漿中表達CD63和caveolin-1的外泌體可被視為黑色素瘤的非侵襲性標誌物，也是腫瘤患者臨床治療的新工具。

        研究表明，胰腺癌細胞的外泌體富含來自母細胞表麵的蛋白聚糖GPC1，其可作為胰腺癌的高度特異性生物標誌物。近年來，外泌體在膠質瘤早期診斷中的研究也越來越受到重視。多種外泌體內含物(包括mRNA、miRNA、蛋白和DNA)可用於臨床診斷的潛在生物標誌物，包括EGFR/EGFRvIII、IL-6和miR-21等。同時結合液體活檢和微流控等新檢驗技術為膠質瘤早期診斷和監測提供了可能。因此，膠質瘤外泌體的生物標誌物亟須進一步臨床前研究。

        PTRF作為膠質瘤和血液外泌體的新型生物標誌物，有助於膠質瘤的早期診斷和預後評判。PTRF在膠質瘤中通常被認為具有腫瘤促進作用：北京天壇醫院趙繼宗院士團隊通過公共數據庫分析闡述了PTRF與其他7個基因共同受DNA甲基化修飾，並對GBM患者具有獨立預後價值;中國醫學科學院彭小忠研究員課題組整合多種RNA結合蛋白(RNAbindingprotein，RBP)數據庫發現PTRF作為非經典RNA結合蛋白是GBM潛在的預後標誌物。

        通過TCGA和CGGA公共數據庫分析證明，PTRF表達水平與膠質瘤WHO級別呈正相關，且在間質型GBM中表達水平最高，預示著PTRF高表達與膠質瘤患者預後不良相關。通過分子生物學實驗證明PTRF可以促進膠質瘤細胞外泌體分泌，並通過細胞間信號傳遞促進受體細胞的增殖。更具臨床意義的是，通過比較不同級別的膠質瘤標本和相應患者血液外泌體的PTRF表達水平發現，在高級別膠質瘤與相應患者血液外泌體中PTRF表達量比低級別高。

        另外，膠質瘤患者術後的血液外泌體中PTRF表達水平比術前外泌體表達有所下降，提示PTRF可以作為術後複查和判斷腫瘤級別的外泌體標誌物。

3.PTRF在外泌體分泌和膠質瘤耐藥中的作用

        先前的研究表明，PTRF促進外泌體分泌並介導膠質瘤細胞間信號傳遞。尚不清楚PTRF調節膠質瘤外泌體分泌和功能的機製。有研究證明PTRF與小窩蛋白1(caveolin-1，Cav-1)相互作用，是一種調控小窩形成和功能的保守型蛋白。基於此，利用生物信息學方法設計PTRF的變異體vPTRF，以阻止其與Cav-1相互作用，但表達模式和亞細胞定位均無變化。

        實驗結果表明，PTRF不僅促進了膠質瘤細胞外泌體的產生和分泌，也增強了外泌體在原位腦膠質瘤中的聚集能力，且通過外泌體介導小膠質細胞的募集和激活，但表達vCavin1的膠質瘤細胞外泌體並無上述效應。此研究結果表明PTRF與Cav-1相互作用在調節膠質瘤細胞外泌體的產生和功能中具有重要作用，對膠質瘤微環境具有重要影響。因此，阻斷PTRF與Cav-1的相互作用以逆轉外泌體在膠質瘤微環境中的作用，可能是極具前景的治療手段。

        膠質瘤，特別是GBM，往往對多種抗腫瘤治療表現出耐藥性。外泌體作為細胞間通訊的重要媒介，可導致膠質瘤細胞之間耐藥能力的傳播，以抵抗腫瘤治療。作為一種DNA烷化劑，替莫唑胺(temozolomide，TMZ)通過誘導膠質瘤細胞的DNA損傷而被用於膠質瘤一線化療，但TMZ化療耐藥限製了其治療的持久性，導致患者預後較差。

        研究表明，TMZ抗性的膠質瘤細胞衍生的外泌體可將TMZ化療耐藥性轉移至TMZ敏感的受體細胞。Zhang等的研究發現，外泌體中lncRNASBF2-AS1在TMZ抗性GBM細胞中表達上調，與TMZ化療耐藥密切相關。有研究發現，PTRF在GBM多重耐藥細胞株中高表達，提示PTRF與GBM化療耐藥有關。

        最新研究發現了PTRF參與TMZ耐藥的新機製。對TCGA和CGGA公共數據庫分析發現，TMZ治療的GBM患者預後與PTRF表達水平呈負相關。PTRF可以作為獨立於MGMT甲基化水平的標誌物，預測TMZ治療GBM患者的預後。研究發現PTRF通過增加外泌體介導的TMZ原藥直接外排、減少細胞內有效TMZ濃度來降低TMZ的療效。動物實驗進一步證明，TMZ聯合氯喹的序貫療法可增加細胞內TMZ濃度從而抑製GBM增殖，逆轉TMZ化療耐藥。此研究為GBM患者的治療提供了新方向，也為臨床GBM的TMZ化療耐藥提供新思路。

4.基於PTRF重構膠質瘤脂質代謝的個性化治療

        多項研究表明，外泌體在膠質瘤的治療中具有潛在價值。NK細胞衍生的外泌體靶向GBM細胞並發揮抗腫瘤作用。Hao等發現，來自人臍帶間充質幹細胞的外泌體通過調節miR-10a-5p/PTEN信號發揮抗腫瘤作用。將基因工程化外泌體與包括替莫唑胺在內的藥物結合，可以增強對GBM細胞的治療效果。來自胚胎幹細胞的外泌體與腫瘤靶向肽結合並負載紫杉醇，顯示出紫杉醇增強的靶向性和良好的治療效果。

        Jia等用薑黃素加載超順磁性氧化鐵納米顆粒，來獲得膠質瘤腦靶向外泌體用於治療。脂質組學和分子生物學實驗發現，PTRF通過調節cPLA2蛋白的穩定性重構磷脂代謝，進而促進GBM細胞的內吞作用、能量代謝和增殖，抑製GBM的免疫應答。此外，cPLA2抑製劑和二甲雙胍可逆轉PTRF-cPLA2脂質重構通路在GBM中的作用。研究證明cPLA2可作為GBM治療靶點，通過抑製脂質代謝關鍵酶靶向阻斷GBM能量代謝是一種可行的治療策略。因此，通過小幹擾RNA特異性抑製cPLA2是一種有潛力的GBM靶向方法。

        cPLA2siRNA(sicPLA2)和二甲雙胍的聯合治療可以通過同時靶向兩種代謝途徑來抑製能量代謝。穩定性差和血腦屏障(bloodbrainbarrier，BBB)是siRNA和二甲雙胍聯合治療GBM的障礙。考慮到血液是安全且豐富的外泌體來源，轉鐵蛋白受體賦予血液外泌體BBB的穿透潛力。通過對血液外泌體進行工程化設計，使其有效共載sicPLA2和二甲雙胍，構建的Exos-Met/sicPLA2顯著抑製了GBM的線粒體能量代謝和ATP生成。

        在GBM患者來源的異種移植模型中，Exos-Met/sicPLA2的全身給藥表現出有效的BBB滲透和GBM特異性積累，有效地抑製了GBM增殖，延長生存時間。這種基於血液外泌體的代謝抑製劑遞送平台提供了有效的GBM個性化治療策略，為PTRF高表達的GBM患者提供了新的治療方法，並推進了外泌體在GBM治療中的臨床轉化。

5.結語與展望

        外泌體研究在過去十年間迅速發展，從基礎生物研究到靶向遞送載體，目前已經發展成為具有重要臨床意義的研究方向。除本文圍繞PTRF和外泌體在膠質瘤中的研究外，外泌體作為生物標誌物和遞送載體在多種疾病的診斷和治療中得到廣泛應用，尤其是腫瘤治療研究，部分研究成果已在前期臨床試驗中取得了積極的療效。隨著分子操縱時代來臨，外泌體正在證明其高效價值，不僅是膠質瘤診斷和預後的生物標誌物，而且是針對膠質瘤病理生理特征的治療工具。

        然而，在將外泌體用於腫瘤臨床轉化之前，還需要進一步對其來源、產量和安全性等問題進行考慮。當然，應當從膠質瘤特征出發，積極發現新的並且有效的生物標誌物，為膠質瘤患者的診斷和預後做出準確判斷;同時利用材料學手段工程化設計外泌體，為藥物遞送和免疫療法建立新一代納米平台，推進外泌體在膠質瘤治療中的臨床轉化，可為GBM治療提供新策略和方法。

        來源：伊凱凱,戰琦,王曉光,康春生.PTRF/Cavin-1作為外泌體標誌物在膠質瘤診斷和治療中的研究進展[J].臨床神經外科雜誌,2022(05):511-514.