外泌體circRNA作為一種新的遺傳信息分子，促進腫瘤細胞和微環(huán)境細胞(如免疫細胞、成纖維細胞等)之間的交流，從而調節(jié)癌癥進展的關鍵方面，包括免疫逃逸、腫瘤血管生成、耐藥性、增殖和轉移。鑒于circRNA在外泌體中具有內在穩(wěn)定性、高表達豐度和分布廣泛性的特征，外泌體circRNA可以在液體活檢中作為優(yōu)秀的診斷和預后生物標志物。最近研究發(fā)現(xiàn)，體外制備的circRNA能通過納米顆?；蛑参锿饷隗w遞送等策略，也為癌癥治療開辟了新的可能性。

2023年6月26日，江蘇大學附屬澳洋醫(yī)院徐文榮和嚴永敏教授團隊在Journal of Hematology & Oncology（IF=28.5）上發(fā)表題為“Exosomal circRNA:emerging insights into cancer progression and clinical application potential”的綜述論文。本文綜述了腫瘤細胞和非腫瘤細胞來源的外泌體circRNA在腫瘤進展中的功能和潛在機制，特別關注其在腫瘤免疫和代謝中的作用。此外，作者闡述了外泌體circRNA作為診斷生物標志物和治療靶點的潛能，強調了其在臨床上的應用前景。

1.外泌體與外泌體circRNA

1.1外泌體的生成

外泌體由跨膜脂質雙分子層和各種物質組成，包括蛋白質、脂類、核酸和代謝物，存在于各種體液中（例如：血液、尿液等）。通常，質膜向內生長形成多囊泡小體(MVB)，并直接與細胞膜融合，從而生成外泌體，常與多種內吞途徑（包括吞噬作用、微胞飲作用等）融合，將蛋白質和核酸輸送到受體細胞。

1.2外泌體circRNA作用

circRNA由前體mRNA通過反向剪接形成，重復序列-Alu和RNA結合蛋白-QKI可促進circRNA的生成。circRNA在外泌體中表達豐度高且穩(wěn)定性強，可以被包裝在外泌體中并發(fā)揮circRNA獨特的功能：miRNA海綿作用、結合蛋白質功能、調節(jié)母基因轉錄水平、作為翻譯模板等。例如，circ_0088300可被KHDRBS3驅動并包裹在外泌體中發(fā)揮功能。

2.腫瘤來源的外泌體circRNA與腫瘤進展

2.1腫瘤免疫

腫瘤免疫過程是一個多維度的動態(tài)現(xiàn)象，涉及體內多種免疫細胞和活性分子的參與。在腫瘤組織中，腫瘤細胞和免疫細胞之間通過外泌體進行交流，這一過程促成腫瘤生長環(huán)境的形成。目前，關于外泌體circRNA調節(jié)腫瘤免疫方面的研究取得了重大進展。

2.2腫瘤代謝

代謝重編程和失調伴隨著腫瘤進展，并為腫瘤細胞的生長和分裂提供必要前提。事實上，許多癌癥與代謝性疾病有關，而外泌體circRNA參與了癌癥的新陳代謝。

2.3腫瘤的增殖和轉移

2.4抗藥性

3.非腫瘤來源的外泌體circRNA與腫瘤進展

腫瘤微環(huán)境中的細胞成分通過外泌體與腫瘤細胞溝通，并通過釋放外泌體circRNA影響腫瘤進展。

3.1免疫細胞衍生的胞外circRNA與腫瘤進展

由于腫瘤相關巨噬細胞(TAM)具有抗腫瘤(M1)和促腫瘤(M2)兩種表型，其釋放的外泌體circRNA在腫瘤進展中也起著不同的作用。例如，在M2-TAM分泌的外泌體中，circ_0020256通過靶向miR-432-5p/E2F3軸來調節(jié)肝內膽管癌細胞的增殖、遷移和侵襲。另外，源自M1-TAM的外泌體miR-628-5p抑制了circFUT8的m6A修飾，從而減緩了肝細胞癌的進展。這揭示了免疫細胞來源的外泌體物質能調節(jié)腫瘤細胞中circRNA及其下游分子的作用機制，為肝癌治療提供了新的潛在治療靶點。

3.2腫瘤進展中非免疫細胞來源的外泌體circRNA

腫瘤微環(huán)境的一個關鍵組成部分是腫瘤相關成纖維細胞(CAF)，是一類分布廣泛的基質細胞，在調節(jié)腫瘤生長、轉移、血管生成和耐藥性方面發(fā)揮重要作用。例如，低氧誘導的CAF釋放外泌體circEIF3K，通過靶向miR-214/PDL1來促進結直腸癌的增殖和侵襲，可能為結直腸癌提供新的治療靶點。外泌體circRNA在腫瘤細胞與微環(huán)境細胞之間的傳遞引起了人們對腫瘤治療和機制研究的極大興趣。非腫瘤細胞來源的外泌體circRNA可能是癌癥干預和治療的新型靶點。

4.臨床意義

外泌體circRNA具有許多優(yōu)點，如高穩(wěn)定性、高豐度和長半衰期等，而且存在于人體體液中（包括血漿、血清和尿液）。外泌體circRNA在腫瘤組織中異常表達，已被證明與各種癌癥的進展和臨床特征有關，可以作為癌癥的早期診斷和預后標志物。

4.1外泌體circRNA作為臨床生物標志物

越來越多證據(jù)表明，外泌體circRNA可以作為各類型腫瘤的診斷和預后生物標記物。最近研究發(fā)現(xiàn)，鼻咽癌患者血清中circMYC的高表達與腫瘤大小、淋巴結轉移、TNM分期、生存率和疾病復發(fā)有關，但是需要更嚴格的實驗數(shù)據(jù)和大量的臨床樣本去驗證外泌體circRNA作為生物標記物的臨床實用性。目前，由于缺乏高特異性和敏感性的生物標記物，外泌體circRNAs與CEA和CA19-9等傳統(tǒng)生物標記物相結合可能會產(chǎn)生更好的診斷效果。外泌體circRNA將成為非常有前景，且十分可靠的腫瘤生物標志物，并最終進入臨床應用。

4.2基于外泌體circRNA的治療策略

外泌體circRNA與癌癥相關，靶向其調控機制是癌癥治療的新策略。作者在圖4中描述了直接靶向circRNA的治療策略和局限性，并介紹了納米顆粒和基于外泌體的circRNA遞送系統(tǒng)的現(xiàn)狀和前景。

4.3靶向circRNA的治療策略

小干擾RNA(siRNA)、反義寡核苷酸(ASO)等技術已經(jīng)被設計用于靶向致癌circRNA。已有研究在患者來源的腫瘤異種移植(PDX)小鼠中使用circNRIP1 siRNA進行體內治療，顯著減少了腫瘤的重量和體積。相反，過表達載體已被用來促進腫瘤抑制因子circRNA的產(chǎn)生，如circFNDC3B抑制腫瘤血管生成和結直腸癌進展。此外，越來越多研究表明circRNA可以編碼功能蛋白并參與癌癥進展。研究人員正在努力人工合成circRNA，以規(guī)避mRNA的局限性。通過比較不同體外合成方法制備circRNA的效率和免疫原性，有學者發(fā)現(xiàn)由T4 RNA連接酶合成的circRNA具有較低的免疫原性，這是體外制備circRNA用于基因治療的重要基礎。此外，工程circRNA的產(chǎn)生、純化、一級序列、二級結構和RNA修飾都是影響其免疫原性的重要因素。

4.4利用納米顆粒遞送circRNA的治療策略

雖然大多數(shù)研究使用腺相關病毒和慢病毒載體作為針對circRNA的病毒傳遞系統(tǒng)，但存在成本高昂和潛在生物安全等問題，且其攜帶基因的能力有限。納米粒子是在10~1000 nm之間的一種材料，與病毒載體相比具有成本低、制備容易等優(yōu)點，在藥物傳遞等方面發(fā)揮著重要作用，基于納米顆粒的circRNA遞送系統(tǒng)是一種非常有前景的治療策略。為體外和體內遞送circRNA而開發(fā)的脂質納米顆粒(LNP)系統(tǒng)可觸發(fā)適應性免疫，并在多種小鼠腫瘤模型中顯示出良好的抗腫瘤效果，為癌癥RNA疫苗的開發(fā)提供了新途徑。魏文勝老師團隊利用內含子I型法和T4-RNA連接酶法在體外合成了具有SARS-CoV-2-RB抗原性的circRNA-RBD，并證明了SARS-CoV-2 circRNA-RBD疫苗通過LNP遞送系統(tǒng)在小鼠和恒河猴體內持續(xù)誘導了體液免疫應答，表現(xiàn)出比mRNA疫苗更高水平和更持久的抗原表達效果。

4.5利用外泌體遞送circRNA的治療策略

外泌體是30-150 nm的胞外囊泡，平均大小為100 nm，具有穩(wěn)定性好、體積小和毒性低的特點，是理想的藥物載體。與脂質體、納米顆粒等合成載體相比，外泌體具有生物相容性強、免疫原性低、化學穩(wěn)定性高等優(yōu)點，近年來備受關注?；谕饷隗w的工程療法已被開發(fā)用于各種疾病（包括癌癥），已有多種外泌體遞送疫苗進入臨床試驗階段。綜上所述，基于外泌體circRNA的治療方法前景廣闊，需要更多研究來探索其作為癌癥治療策略的潛力。

5.結論

外泌體circRNA參與腫瘤的免疫逃逸、血管生成、代謝、耐藥、增殖和轉移等過程，已成為研究的熱點。腫瘤和非腫瘤來源的外泌體circRNA通過miRNA海綿或結合靶蛋白等機制，在腫瘤進展中是一把雙刃劍，為癌癥的發(fā)病機制和治療提供了新見解。此外，外泌體circRNA有可能成為癌癥診斷和預后的生物標志物，特別是與傳統(tǒng)的腫瘤標志物相結合，能顯著提高診斷和療效分析的敏感性和特異性。總之，外泌體circRNA作為新的潛在生物標志物和治療靶點的具有廣闊的臨床應用前景。

原文鏈接：

https://doi.org/10.1186/s13045-023-01452-2