作者:子非魚(轉載請注:解螺旋·醫生科研助手)
在祁同偉最喜閱讀的文章《天局》中,主人公以生命為代價,與天下棋,最后勝天半子,無不體現出人定勝天的魄力與霸氣。而祁同偉卻扭曲了文章真正的意圖,臣服于權利名利,在歧途上一路絕塵而去。這點與曾雄心壯志卻又誤入歧途的外泌體何其相像,但勝在外泌體知道迷途知返,及時止損,這不就果斷交代了它與腫瘤之間狼狽為奸的犯罪事實。
我——外泌體,自1987年被Eberhard G. Trams和R.M.Johnstone在體外培養的綿羊紅細胞培養液上清中發現后,10年來一如掃地僧般寂寂無聞。可我并不甘心,期待可以大施拳腳,建功立業一番。
因而,在機體中,我慢慢地釋放著洪荒之力,雖沒有掀起了太大的波瀾,倒也留下了種種蛛絲馬跡,使得江湖中四處流傳著我的傳說。
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而提及我的發家史,那可就是一把辛酸淚了。
想當初,我在胞內旅游時曾在內陷小泡的引薦下遇到了幾個志同道合的朋友,高興之余便通過蛋白質泛素化和ESCRT(內體運輸分選復合物)等正規渠道購買了一些奢侈紀念品(蛋白、RNA等),作為日后發家的第一桶金。
誰成想在我們報團(多泡體,MVE)游玩后,有的朋友就被黑心導游帶去了玉器店(溶酶體)。眼瞅著他們進去后就再也沒出來過,機智如我便知道這地方是“宰人”的。
僥幸的躲過這一劫后的我在Ca ++依賴性或Rab-GTP酶(Rab25)活化作用下與質膜順利會師(融合),并在Rab27b的幫助下毫發無損的帶著紀念品離開了胞內,形成成熟的外泌體。
通常情況下,經常有人會將我跟我的兄弟微泡(Microvesicles)弄混淆,一副傻傻分不清楚的樣子。但實際上,我倆之間最大的區別就在于他是直接通過出芽的形式分泌出去,形成的大小和內容物都不固定。
而我體型小巧固定,直徑約在40-100nm左右;體重也堪稱標準,密度在1.13-1.19g/ml之間;且我外形憨態可掬,呈圓形或杯形。
俗語云,麻雀雖小,五臟俱全。這不高富帥的標準配備如脂質雙分子層膜、核酸分子、蛋白質等,我可是一個都沒拉下,可謂是樣樣齊全。
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都說好男兒志在四方。為了發光發熱,我離開供體細胞后在體液中繼續闖蕩江湖,因而,血液、乳汁、尿液、以及唾液等中均有我的身影。憑借著自帶技能“乾坤大挪移”,我將供體細胞的相關信息移到受體細胞中。通常我是通過以下3種方式進入受體細胞:
1)被目的細胞表面的受體識別,
2)通過胞吞的形式,
3)與細胞膜融合,只將內容物釋放進去。
常言道,濃縮的都是精華!我呢,也確實人小本事大,而這還真不是我吹牛。其實除了這個自帶技能外,我會的還有很多,比如抗原遞呈、排除無功能的細胞成分等等,且我誕生于人體內幾乎所有類型的細胞,所以說生物體內的活動,可能只有你想不到的,而沒有跟我沒關系的。
原本我的身家背景也是清清白白的,可誰讓我被功成名就之心沖昏了頭腦,一個不小心就誤上了腫瘤君的賊船。因而,在腫瘤君出謀劃策、我的推波助瀾下,機體常常處于一種山窮水盡的危險境地。好在及時悔悟,為時不晚。在此我將把我跟腫瘤君所犯下的彌天大罪公之于眾,期望能坦白從寬,爭取得到科研者的寬大處理。
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當初,我因細胞通訊功能成功地贏得了“恐怖分子”腫瘤君的信賴與器重。因此,在腫瘤遷移這個的復雜多步驟過程,我一直都是一員沖鋒陷陣的大將,可謂是為腫瘤向外擴張立下了汗馬功勞。
現階段,普遍認為腫瘤轉移起始時,上皮細胞—間充質轉換(EMT)可增強腫瘤細胞遷移侵襲能力,而一旦腫瘤細胞到達遠處的轉移前微環境時,就會發生間充質—上皮轉換過程(MErT)促使腫瘤細胞快速增殖形成轉移灶。
那我作為腫瘤細胞的使臣,自然要先出使到正常細胞中,通過激活其EMT途徑或者借助miRNA(如miR-23a、MiR-191和let7a)的力量,來誘使其表現出EMT樣的形態轉變,削弱細胞間的緊密連接,增加血管的通透性,可使腫瘤細胞更容易進入血管并隨著循環系統轉移。
而本著從內部瓦解敵人的原則,我還會與間充質干細胞狼狽為奸,促使其轉化為腫瘤相關的成纖維細胞(Cancer-associated fibroblasts,CAFs)。CAF可激活TGF-β1-SMAD信號通路來驅動基質分化為腫瘤相關表型,同時,也分泌出些金屬蛋白酶如MMP13等構建一種腫瘤細胞可以通過的隧道,進一步增強腫瘤細胞的侵襲性。
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在我不遺余力得將轉移前微環境改造的適宜之后,腫瘤大佬就在轉移位點處進行扎根發芽。為了漸漸占領這個區域。腫瘤君也一改轉移之初的策略,部分發生間充質—上皮轉化(MErT),使腫瘤細胞返回至高度增殖的表型進而可形成一個新的轉移灶。
當轉移灶的腫瘤組織擴大到一定程度時,就會面臨著僧多粥少的困境。此時,就需要我再次出馬,通過旁分泌信號傳導因子以及將與細胞周期進程相關的EGFR(表皮生長因子受體)-mRNA轉運至周圍基質中,刺激內皮祖細胞形成新血管,為其提供必要的營養和氧氣,同時也腫瘤再次進入體循環提供一個切入點。
另外,腫瘤轉移也不是無的放矢,具有器官傾向性(Organotropic Metastasis),即僅當種子(原發腫瘤)與特定的土壤(器官)相容后,循環腫瘤細胞才能轉移成功形成新的病灶。
為達到精確靶向特定器官的目的,我再次發揮了狗腿子的作用,通過表面的整合素分子成功地為腫瘤細胞與胞外基質之間牽線搭橋,進而為腫瘤君的靶向定居添磚加瓦。通常肝轉移患者的血清外泌體表達的ITG-β5表達水平高,肺轉移患者(胰腺癌)血清中ITG-β4表達水平高。
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眾所周知,機體內的防御兵—免疫細胞,一旦發現腫瘤君的存在,就會毫不留情的全力撲殺,而我作為幫兇,自然要想盡辦法幫助其逃脫免疫細胞的追殺。
為此,我先練就了“葵花點穴手”,削弱機體免疫反應,同時解開免疫抑制細胞的穴位,營造一個免疫抑制的環境。比如賄賂血小板,讓包裹著纖維蛋白的腫瘤細胞免于被NK細胞的識別;同時,我也會利用Fas / FasL通路誘導CD8 + T細胞凋亡并積極擴增調節性T細胞。
其次,犧牲自己來保全腫瘤君,即替其接受免疫系統的攻擊,幫助腫瘤免疫逃逸。舉個栗子,B細胞淋巴瘤就命我表達CD20來截獲針對CD20的抗體Rituximab,從而減少抗體與靶細胞的結合。
最后,我也會引發致瘤性炎性反應,利用基質浸潤細胞的反應營造出利于腫瘤生長的微環境。
總之,我和腫瘤君之間形成了一種相互呼應的合作模式,因而其中任何一個過程都可以成為腫瘤治療的靶點。
既然我在腫瘤患者體內為虎作倀,那么換個角度來想,如果能在體液中監視我,就很有可能在腫瘤剛發生或腫瘤轉移初期發現端倪,可及時滅了危險的“星星之火”,而這就是最近常提的液體活檢(創傷小,發現早)。比如攜帶著蛋白Glypican-1的我在癌癥之王(胰腺癌)的早期診斷和預后上可是一把好手,特異性靈敏度均能達到100%;我的管家 miR-141也成為了前列腺癌患者復發早期診斷的標志性人物。
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早期由于我過于冥頑不靈,執意不肯與科研者合作,因而動怒的科研者直接靶向我的產生和分泌過程,期望能從源頭上阻止腫瘤生長、侵襲和轉移。
比如他們在知曉我通過神經酰胺依賴途徑進行體外釋放后,就采用了抑制劑GW4869抑制了中性鞘磷脂酶2的活性,阻斷了神經酰胺生物合成過程,將我困在腫瘤體內以便后續一網打盡。
現在因著我的認錯態度非常良好,科研者們也在研究如何對我進行恰當的改造,取我精華,去我糟粕,讓我戴罪立功。因我家中不僅含有某種腫瘤特異性抗原,更具有腫瘤共同性抗原,因而,時常會被科研者委派成為無細胞性腫瘤源性疫苗,為機體提供針對各種癌癥類型的交叉性免疫保護。
考慮到我向來千里眼(眼神好)、順風耳(聽力好)、飛毛腿(跑得快),科研者仍讓我干著快遞的工作。但不同與以往,此次我將作為藥物運輸的載體,是要把傳統的抗腫瘤治療藥物如順鉑(Cisplatin)和紫杉醇(Paclitaxel)或者一些腫瘤抑制性miRNA/siRNA藥物靶向運送至腫瘤細胞中,如此不僅降低了化學治療劑的毒副作用,也能增強小分子藥物的治療藥效。
近年來,科研者對我的研究的確已經取得了很多卓越的進展。相信以后,科研者定會依據我的特性以及關系網,對我善加改造利用,必會對改善癌癥患者的命運發揮出舉足輕重的影響。
參考文獻:The role of exosomes in cancer metastasis