乳腺癌的生物发生

　　细胞外囊泡由多种细胞类型释放，包括癌细胞。多年来，研究人员已经成功地从条件培养基和体液中分离出了这些细胞外囊泡，包括血浆，尿液，恶性胸腔积液，母乳，和唾液并指出它们作为潜在循环生物标志物的作用。细胞外囊泡被认为是通过蛋白质，信使RNA和非编码RNA等生物活性货物的水平转移而成为细胞间通讯的重要介体。此外，源自肿瘤细胞的细胞外囊泡包含正常和异常的分子成分，例如癌蛋白或癌瘤。人们对这些细胞外囊泡与乳腺癌生物学的相关性越来越感兴趣。在这篇综述中，简要总结有关BC细胞来源的EV的最新发现，并且还描述了如何在基因治疗的背景下利用这些囊泡。最后，探讨研究电动生物学和疗法的挑战和潜在的未来方向。
　　 出国看病机构发现，细胞外囊泡是由各种细胞类型分泌的一类膜结合细胞器。包括外泌体：内吞起源的40-100nm直径的膜状囊泡，微囊泡：直接从质膜脱落的大膜状囊泡和凋亡泡：即将死亡的细胞释放。在这里，重点介绍两种主要的细胞外囊泡亚型：外泌体和MV，它们的生物发生过程和生物物理特性。术语“外来体”是最常用的词，它已成为与细胞外囊泡相关的科学的“流行语”。但是，该词的实际含义并未被普遍接受。外泌体是大多数细胞类型在体外分泌的内吞来源的均质小膜囊泡，来源于内吞再循环途径。在胞吞作用中，内吞囊泡与质膜融合形成早期的内体。后来，早期的内体成熟为晚期的内体。外泌体是通过多囊泡体限制膜的侵入在细胞内形成的。这些多囊泡体不与溶酶体融合，而是直接与质膜融合并将外泌体的内容物释放到细胞外空间。为外来体生物发生的机制，蛋白质货物分类和释放涉及内体复合物所需的运输排序和诸如阿利克斯其他相关蛋白和TSG101。与外来体相反，MV是更大和更异质的EV群体。MV生物发生的机制涉及直接质膜出芽进入细胞外空间，因此，它们的表面标记很大程度上取决于起源膜的组成。已显示两种类型的囊泡均向受体细胞传递功能性mRNA，miRNA和蛋白质。迄今为止，已经在ExoCarta数据库中与外泌体相关联地鉴定了从146项研究中获得的13,333种蛋白质，2375个mRNA和764个miRNA。由于缺乏充分的囊泡表征导致重叠，因此在许多已发表的研究中术语“外来体”和“微囊泡”已互换使用。尽管如此，外泌体和MVs已被证明是癌症治疗中有希望的靶标。
　　 EV领域正在迅速扩展并变得越来越复杂，尤其是在它与exRNA介导的通讯这一新兴领域重叠的同时。EV的通用生物学标准作为比较各个实验室获得的EV制剂的基准非常有用。当使用隔离的细胞外囊泡进行体外功能研究时，应提供剂量与功能关系的定量分析。而且，利用系统的阴性对照也应该发挥最小的功能作用，这一点也很重要。高影响力期刊上的出版提出细胞外囊泡令人兴奋的功能角色。EV在细胞间通讯中的主要作用是在供体和受体细胞之间穿梭各种生物活性信号分子。细胞外囊泡可以通过直接激活的受体细胞的细胞表面受体，与受体细胞质膜融合，并提供他们的货物，包括癌基因产物，癌基因发送生物体信息，和非编码RNA到受体细胞的细胞质中，这从根本上改变了基因调控的思路，因为细胞外囊泡可以在转录后水平调控受体细胞。细胞外囊泡参与正常生理的维护，例如干细胞维护，组织修复和免疫监视。在疾病中的最佳作用是其在肿瘤生物学中的作用：细胞外囊泡与致癌作用，肿瘤进展，塑造肿瘤微环境和免疫调节有关。
　　 肿瘤来源的电动车通过肿瘤细胞与其周围细胞之间的互通促进肿瘤的进展。与细胞外囊泡相关的因子的释放没有很好地理解，虽然角色已报道了p53基因，的神经酰胺合成，钙和酸中毒。尽管如此，关于EV的调节机制更少纸释放由BC细胞已被报道。在缺氧环境中，细胞外囊泡的释放加快了这种缺氧反应可能是由缺氧诱导因子1-α介导的。例如，在低氧条件下培养BC细胞，显着诱导其EV释放，而在低氧暴露之前抑制HIF-1α抑制EV释放。这对于了解缺氧肿瘤的特征具有重要意义，但是在缺氧的情况下，癌细胞可能会将更多的细胞外囊泡释放到周围环境中，以促进自身的生长和侵袭。肿瘤是复杂的组织，包括各种细胞，例如血管内皮细胞，间充质细胞和免疫细胞。因此，已经广泛研究了癌细胞与其周围细胞之间的通信。机械变化也可能影响外泌体分泌。例如，最近显示，粘附的BC细胞从各种表面脱离可诱导快速的外泌体分泌。此外，一种反馈调节机制是通过细胞外环境中外来体浓度的存在来调节外来体的释放。
　　 动态分析揭示了单元间通信现象的动态机制。事实证明，由不同类型的电池所释放的细胞外囊泡可以充当电池间通信的中介。泌体包含遗传物质-mRNA和miRNA，因此可以在细胞之间传递生物学信息。近年来，科学家表明，许多类型的细胞都可以通过释放EV重新编程其邻近细胞。人乳腺由上皮细胞和周围的间充质细胞组成，其中包含成纤维细胞，内皮细胞和白细胞。上皮细胞和基质细胞都是释放外泌体和靶向外泌体的细胞。上皮和间充质衍生的细胞外囊泡参与上皮到间质，上皮到间质以及上皮到上皮细胞之间的通讯，这对于乳房的正常发育和生理功能至关重要。非哺乳类人乳腺释放的EV含有许多抗微生物肽，例如B-防御素，cathelicidinLL37，乳铁蛋白和肾上腺髓质素，它们可抑制发达的导管系统中的细菌生长。母乳外泌体包含HLA-DR，MUC1，CD63和免疫相关的miRNA，因此在儿童免疫系统的发育中起着至关重要的作用。外泌体是参与乳腺发育生理调节的纳米囊泡，但也逐渐成为乳腺肿瘤发生的重要介质。与相同数量的正常乳腺上皮细胞相比，BC细胞产生的外泌体数量增加。与ras相关的RAB蛋白是BC细胞中EV分泌所必需的，而除RAB27A会由于骨髓来源的促肿瘤免疫细胞募集受损而降低生长。还观察到较低的转移发生率。这些患者血液中的MV数量增加。此外，研究人员认为，外泌体转运的miRNA和蛋白质可以促进肿瘤转化并广泛参与BC发展的不同阶段。
　　 证据表明，细胞外囊泡可能参与了人类BC的启动和发展。最近的一项研究利用带有绿色荧光蛋白标签的CD63表达的BC细胞，表明BC细胞可以将其外泌体在体外转移到其他癌细胞和正常肺组织，并转移到肿瘤微环境和体内具有BC转移的小鼠的循环，提示肿瘤来源的外来体在BC进程中的作用。外泌体来自克劳丁低三阴性乳腺癌细胞系Hs578T及其更具侵袭性的Hs578Ts8变异体，随后对受体细胞的反应分析表明外泌体显示Hs578Ts8个外泌体与Hs578T外泌体显着增加三种受体细胞系的增殖，迁移和侵袭能力。临床研究显示，与健康对照血清相比，TNBC患者血清的外泌体显着增加了受体细胞的侵袭。此外，发现MRNA-10b在TNBCMDA-MB-231细胞中的表达明显更高，而当MDA-MB-231衍生的外泌体miRNA-时，非侵入性乳腺上皮细胞系HMLE细胞的侵袭性增加。将10b应用于HMLE细胞。同样，体外将MDA-MB-231衍生的外泌体miRNA-105转移至内皮细胞系人真皮微血管内皮细胞，导致内皮单层紧密连接受损并促进迁移。进行体内研究的进展是在小鼠随后进行心脏内注射MDA-MB-231细胞后，用MDA-MB-231衍生的miRNA-105负载的外泌体进行预处理，在小鼠中观察到肺和脑转移。具体来说，已显示MDA-MB-231衍生的外来体将miRNA-10b和miRNA-21转移至MCF10A细胞，导致MCF10A细胞的细胞增殖和集落形成能力增加。MDA-MB-231衍生的外泌体的成功交付导致体内肿瘤发展的促进。此外，乳腺肿瘤衍生的外泌体可以诱导肿瘤促进因子的表达增加，例如基质细胞衍生因子1，血管内皮生长因子，趋化因子配体5和转化生长因子B，可通过SMAD介导的信号通路将肿瘤基质内的间充质干细胞转化为肿瘤微环境中与肿瘤相关的成纤维细胞，从而促进乳腺肿瘤细胞的进展和恶性。相反，BC细胞也是源自其他组织细胞的EV的靶标。例如MSC衍生的外来体携带miRNA-16，并通过在肿瘤细胞中通过VEGF的下调与BC细胞直接通讯，在体内外显着抑制肿瘤血管生成。结果表明，MSC衍生的外泌体可以充当肿瘤微环境中细胞间通讯的重要介体，并通过转移抗血管生成分子抑制血管生成。从白介素-4活化的巨噬细胞分泌的外泌体将miRNA-223穿梭入BC细胞，而miRNA-223促进BC细胞侵袭，突显肿瘤相关巨噬细胞与癌细胞之间的新型通信机制。最后成纤维细胞分泌的外来体通过Wnt平面细胞极性信号传导在小鼠模型中携带Cd81并促进BC转移。干细胞衍生的外来体在BC进程中的作用以及作为潜在治疗剂的作用越来越明显。人类缺氧的MCF-7BC细胞来源的外泌体诱导了干细胞调节基因的特定子集，例如Notch3，CD44和两个oncomiR在调节BC干细胞的形成中，提示其在肿瘤进展中的潜在作用。为了进一步了解其在侵袭和转移中的作用以及对BC治疗的可能利用，需要进一步研究外泌体细胞的通讯和基因转运。
　　 癌症研究的主要目标之一是发现人体液体中生物标记物的早期存在。当前，来自人类乳头液和血液的MV被认为是分子生物标志物的非侵入性来源，用于早期检测和预后各种类型的癌症，包括BC。这种方法基于MV的含量，而MV的分子含量取决于其细胞来源，并与原始细胞状况密切相关。例如与健康供体相比，BC患者血浆中的MVs浓度显着增加。另一方面粘着斑激酶和表皮生长因子受体蛋白在BC衍生的MV中显着富集，与BC的存在有关。对乳头抽吸液的MV的分析代表一种非常有前途的方法，该方法能够检测与BC相关的蛋白，从而反映出组织特异性肿瘤微环境。最近报告对健康女性和乳腺癌患者无创采集的三种NAF预测性生物标志物的组合分析非典型性和癌症。研究人员证明，TF，uPA和PAI-1的组合提供了接近100％的预测能力，从而可以正确预测因可疑乳房病变而需要手术的女性的非典型性和癌症疾病。另一项研究表明，源自BC的转移性EV分泌针对ZO-1的miR-105，从而破坏单层内皮屏障并促进了肿瘤转移。此外，总体而言，这些研究提供了证据，证明细胞外囊泡可作为BC诊断和预后的生物标记。尽管必须做大量工作以进一步调查此发现，但这些研究表明，NAF衍生的外来体可能在诊断和治疗环境中可用作BC生物标志物。
　　 BC是女性中最常见的恶性肿瘤。近来在开发基于EV的新颖的治疗手段以治疗包括包括BC在内的种不同类型的癌症方面已经取得了进展。例如，HER2阳性BC细胞释放的EV可能与曲妥珠单抗结合，导致曲妥珠单抗的抗增殖作用受到抑制。这发现表明，HER2阳性外泌体可能会干扰曲妥珠单抗的抗癌治疗并促进HER2阳性肿瘤的进展，可能会导致一种新颖的去除外泌体的治疗策略，以使这些药物更好地发挥作用。尤其是AethlonMedical，Inc.已经引入HER2osome作为抑制HER2阳性BC进展的新治疗策略，这显示出高浸润性和不良预后。HER2阳性BC约占新BC诊断的25％。HER2osome作为治疗的辅助手段，可增强赫赛汀和化学疗法的作用，而不会增加药物的副作用。癌细胞质膜中多药外排转运蛋白ABCG2的过表达赋予对多种抗癌药的抗性。细胞外囊泡可介导依赖ABCG2的细胞内药物提取，从而充当细胞毒性药物处置室。这暗示MV在BC对化学疗法的抗性中的作用。此外，由于外来体是细胞来源的核酸载体，它们也具有充当生物治疗传递系统的潜力。例如，工程改造为表达融合至GE11肽的血小板衍生生长因子受体跨膜结构域的外泌体，已成功地将miRNA-let-7a体外递送至表达EGFR的BC细胞和表达EGFR的异种移植物中体内BC组织，因此证明外泌体在治疗上可用于特异性靶向具有核酸药物靶标的癌细胞的潜力。
　　 除了递送抗肿瘤miRNA，MV还可以将化学疗法专门递送至肿瘤组织，导致抑制肿瘤生长而没有明显的毒性，因此对于临床应用具有巨大的潜在价值。最近已经描述在肿瘤微环境中EV相关RNA转移的不同结果。在受体细胞胞质溶胶中识别出EV传播的RNA，它诱导干扰素应答的发展，类似于病毒感染时的诱导。该应答显示参与BC细胞对化学疗法的抗性。尽管需要进行体内研究和对相关患者样品进行更广泛的分析以进一步研究这种活性，但这些研究支持了外泌体在卑诗省所发挥的广泛重要作用，并突出了它们在治疗环境中的潜力。细胞外囊泡现已牵涉到许多生物学和病理学过程中，而目前的知识表明，细胞外囊泡可以在卑诗省发挥重要作用。细胞外囊泡作为BC的新型诊断和预后分子生物标志物以及新型治疗方法具有巨大的潜力。直接靶向细胞外囊泡以抑制其有害作用或跨主要生物屏障传递核酸和其他药物正在成为重要的新型治疗策略。但是，尽管已经取得了重大进展，但是仍然存在许多问题。关于细胞外囊泡的生物发生，释放，靶向和与靶细胞的相互作用以及细胞外囊泡运输的特定含量的确切分子机制，人们知之甚少。对于这些问题至关重要的是如何识别和隔离这些囊泡。