综述：小细胞外囊泡：前列腺癌的关键介质

《Journal of Nanobiotechnology》：Small extracellular vesicles: crucial mediators for prostate cancer

本文综述了小细胞外囊泡（sEVs）在前列腺癌（PCa）中的作用，包括诊断、治疗及相关机制。

　　### 前列腺癌现状与小细胞外囊泡研究背景
前列腺癌（PCa）是全球男性中第二常见的癌症，其高发病率、转移潜能和治疗耐药性给管理带来巨大挑战。PCa 起源于前列腺上皮，早期可能治愈，但会进展为更具侵袭性的形式，如去势抵抗性前列腺癌（CRPC）和侵袭性变异前列腺癌（AVPC）。肿瘤抑制基因的遗传突变、非编码 RNA 的失调、染色质重塑和表观遗传变化等都在疾病进展和治疗耐药中发挥重要作用。

小细胞外囊泡（sEVs），也称为外泌体，在肿瘤微环境（TME）中起着关键作用，影响 PCa 的病理生理学。TME 负责维持组织的结构完整性和细胞的功能行为，sEVs 有助于 TME 的重塑和转移前微环境的形成，促进癌细胞与微环境之间的通讯，影响转移、免疫调节和耐药性等过程。此外，PCa 患者常发生骨转移，研究也越来越关注骨转移和肿瘤抑制方面。

sEVs 的特征

sEVs 是细胞外囊泡（EVs）的一个独特子集，直径通常在 30 到 150nm 之间。它们在细胞间通讯中充当分子信息载体，可从血液、尿液和唾液等多种体液中分离出来。sEVs 的稳定性使其在治疗和诊断应用中具有吸引力。

在 PCa 中，sEVs 的产生存在独特途径，例如 caveolin 1（CAV1）通过自噬体的形成和成熟被包裹，随后通过自噬体与质膜的融合释放到细胞外空间。蛋白质标记分析显示，一些化合物可以抑制 PCa 细胞中 sEVs 的产生和释放。膜相分离在 sEVs 生物发生中至关重要，有助于内吞作用，并确保特定分子（如 miRNA）的包含。

sEVs 具有显著的异质性，其细胞来源多样，包括上皮细胞、成纤维细胞、免疫细胞和基质细胞等。不同细胞类型赋予 sEVs 独特的分子特征，影响肿瘤细胞活动和调节 TME。例如，基质细胞分泌的含 IL - 8 的 sEVs 可增强 PCa 细胞的放射抗性，肿瘤相关巨噬细胞（TAM）来源的 sEVs 中 miR - 95 的异常表达与 PCa 进展有关。研究还从各种 PCa 细胞类型和患者尿液中分离出 sEVs，揭示了其特定 RNA 和蛋白质的富集情况。

PCa 来源的 sEVs

PCa 来源的 sEVs（PCa - sEVs）在调节 TME 稳态方面具有功能多样性，通过携带一系列生物活性分子，促进 PCa 的生长和生存。

1. ECM 重塑和血管生成：在 TME 中，基质与肿瘤细胞相互作用显著影响疾病进展。sEVs 产生于僵硬的 ECM 中，可通过 Notch 信号激活促进肿瘤生长。PCa - sEVs 诱导成纤维细胞分化为肌成纤维细胞，支持血管生成和肿瘤生长。此外，sEVs 增强前列腺基质细胞（PrSCs）的迁移，影响 ECM 的机械性能。同时，sEVs 携带的特定 miRNA（如 miR - 22 - 3p、miR - 27a - 3p 和 miR - 424 - 5p）和蛋白质（如 sEV - PGAM1、αvβ6 整合素）在促进内皮细胞侵袭和管形成、血管生成方面发挥关键作用。
2. 增殖和转移：sEVs 通过转移 RNA 和蛋白质增强细胞间通讯，对 PCa 的致癌过程至关重要。RNA 测序发现，sEVs 中的 mRNA 亚型与多西他赛耐药和疾病进展相关，如 TUBB₃ mRNA 与 mCRPC 患者的无进展生存期相关，RNF157 mRNA 加速 PCa 生长。sEVs 携带的 miRNA（如 miR - 375、miR - 18a - 5p）和 circRNA（如 circKDM4A、circ - DHPS）可调节关键信号通路，促进增殖、迁移和侵袭。此外，sEVs 中的蛋白质（如 ADAM7、AGRN、APP 等）参与 ECM 降解和细胞侵袭，PTM（如乙酰化、糖基化、棕榈酰化和 SUMO 化）影响 sEVs 的功能和细胞间相互作用。
3. 免疫抑制和逃避：肿瘤的生存和进展依赖于逃避宿主免疫系统，PCa - sEVs 对免疫细胞的激活、分化和功能具有可变影响。例如，PCa - sEVs 表达 Fas 配体可诱导 CD8⁺ T 细胞凋亡，降低 NK 细胞和 CD8⁺ T 细胞上 NKG2D 水平，抑制其细胞毒性。同时，PCa - sEVs 携带的 PD - L1 可保护肿瘤细胞免受 CD8⁺ T 细胞攻击，sEV - IL - 8 可干扰 CD8⁺ T 细胞的糖脂代谢，抑制肿瘤抗原呈递，从而促进免疫逃避。
4. 耐药性：治疗耐药是 PCa 治疗中的重大挑战，sEVs 在促进耐药方面的作用日益受到认可。Enzalutamide 耐药的 PCa 细胞释放更多 sEVs，抑制 sEVs 的产生可降低耐药细胞的活力。sEVs 携带的 miRNA（如 miR - 27a、miR - 423 - 5p）可调节基因表达，增强肿瘤细胞的防御能力，导致耐药。此外，sEV - AR - V7 和 sEV - TUBB₃ mRNA 可作为耐药的生物标志物。

非肿瘤来源的 sEVs

非肿瘤来源的 sEVs 在重塑 TME 稳态方面同样重要，主要来源于基质和免疫细胞。

1. 基质细胞来源的 sEVs：基质细胞（如成纤维细胞和内皮细胞）在维持 TME 平衡中发挥重要作用。CAFs 通过 ECM 重塑和 sEV 分泌影响 TME，CAF - sEVs 有助于建立免疫抑制性 TME，促进 PCa 细胞的恶性进展。研究发现，CAF - sEVs 中的 miRNA（如 miR - 423 - 5p、miR - 1290）可调节关键信号通路，影响 PCa 细胞的增殖、迁移和耐药性。此外，基质细胞分泌的 sEVs 还可调节 PCa 细胞的代谢途径。
2. 免疫细胞来源的 sEVs：PCa 的肿瘤免疫微环境（TIME）通常具有免疫抑制特征，免疫细胞来源的 sEVs 在调节免疫反应中发挥作用。TAMs 分泌的 sEVs 携带 miR - 95 和 miR - 374a，促进 PCa 细胞的增殖、侵袭和 EMT 过程。MDSCs - sEVs 通过 circMID1/miR506 - 3p/MID1 轴促进 CRPC 进展。此外，通过基因工程和化学修饰 sEVs，可提高肿瘤特异性靶向性，增强免疫反应。

癌症诊断和预后

PCa 的诊断面临挑战，传统组织活检具有侵入性，PSA 筛查存在假阳性和假阴性问题。液体活检作为一种革命性方法，sEVs 在其中具有重要价值。

1. 早期筛查和诊断：sEV 生物标志物在 PCa 的早期检测中具有更高的特异性和敏感性。例如，血液中的 sEV 蛋白（如 LAMB1）、尿液中的 Histone H4 和 Survivin 等，以及 sEV - mRNA（如 CDC42、IL32 等）、circRNA（circ_0044516）和 miRNA（如 miR - 501、miR - 20a 等）都可作为潜在的生物标志物。此外，整合多种生物标志物和检测技术（如结合 PSA 与特定 miRNA）可提高诊断的准确性。
2. 预后评估：预测 PCa 的发展轨迹对个性化治疗规划至关重要。血液中 AKR1C3 - sEVs 的表达与生存率降低相关，sEV - TUBB₃ mRNA 水平与 mCRPC 患者的无进展生存期相关。此外，sEV - miRNAs（如 miR - 148a - 3p、miR - 1290/-375）可作为预后标志物，帮助评估患者的预后和治疗反应。

诊断和治疗技术

为了克服 PSA 检测的局限性，多种基于 sEVs 的诊断技术不断发展。例如，PSA - sEVs 为早期 PCa 检测提供了潜在的非侵入性方法，基于等离子体超表面和抗体的无标记生物传感器可快速检测血清中的 PSA 和 sEVs。此外，Proximity barcoding assay（PBA）、3D - SiO₂多孔芯片、hydrogel - based hybridization chain reaction（HCR）和 Self - amplified and CRISPR - aided Operation to Profile EVs（SCOPE）等技术提高了 sEVs 检测的灵敏度和特异性。

治疗前景

sEVs 作为创新的治疗平台在 PCa 治疗中展现出巨大潜力，可通过工程化修饰实现精准治疗。

1. 药物递送治疗：sEVs 具有生物相容性和穿越生物屏障的能力，是潜在的药物递送载体。例如，LNCaP 和 PC3 细胞来源的 sEVs 可有效递送紫杉醇，增强其细胞毒性。工程化 sEVs 可靶向肿瘤特异性标志物（如 PSMA），携带多种治疗药物（如化疗药物、小分子和核酸），实现精准治疗。
2. 免疫治疗：sEVs 可调节免疫系统，增强其对前列腺肿瘤的识别和攻击能力。例如，抑制 sEV 生物发生可抑制巨噬细胞 M2 极化和 PCa 转移，基于超声的药物递送策略可增强抗肿瘤免疫。此外，工程化 sEVs 可递送检查点抑制剂，开发的 sEV 疫苗可增强免疫反应，抑制肿瘤生长。
3. 干细胞来源的 sEVs 在 PCa 治疗中的应用：干细胞具有再生能力，其分泌的 sEVs 含有生长因子、细胞因子和特定 miRNA，可促进组织再生和调节 TME。例如，胎盘干细胞（PLSCs）来源的 sEVs 可抑制 PCa 细胞生长，MSC 分泌的 sEVs 可调节血管生成和抑制 PCa 细胞的增殖、侵袭和迁移。研究还探索了基于 miRNA 的抗肿瘤策略，使用工程化 MSC 来源的 sEVs 加载 RNA，增强 PCa 细胞对化疗的反应。

结论和挑战

sEVs 在 PCa 的研究中具有巨大潜力，但也面临诸多挑战。sEVs 的异质性使其在表征和理解方面存在困难，标准化的分离和定量技术难以建立，阻碍了临床应用。此外，sEVs 与 TME 相互作用的精确机制尚未完全阐明，确保治疗性 sEVs 的靶向递送仍是一个主要障碍。未来需要跨学科合作和技术进步，以充分发挥 sEVs 在 PCa 诊断和治疗中的潜力。