Nature：重大突破！利用靶向KRAS突變基因的外泌體治療胰腺癌

2017年6月8日/生物谷BIOON/---外泌體（exosome）是所有細(xì)胞釋放出的病毒大小的顆粒。它們天然地存在于血液中。根據(jù)來自美國(guó)德州大學(xué)MD安德森癌癥中心的一項(xiàng)新的研究，對(duì)外泌體進(jìn)行基因操縱可能提供一種新的胰腺癌治療方法。相關(guān)研究結(jié)果于2017年6月7日在線發(fā)表在Nature期刊上，論文標(biāo)題為“Exosomes facilitate therapeutic targeting of oncogenic KRAS in pancreatic cancer”。論文通信作者為德州大學(xué)MD安德森癌癥中心癌癥生物學(xué)系研究員Raghu Kalluri博士。

德州大學(xué)MD安德森癌癥中心的早期研究已證實(shí)外泌體可被用來檢測(cè)胰腺癌，但是這些最新的發(fā)現(xiàn)揭示出作為一種潛在新的療法，經(jīng)過基因改造的外泌體可被用來直接地和特異性地靶向經(jīng)常與胰腺癌相關(guān)的KRAS突變基因。

在這項(xiàng)新的研究中，經(jīng)過基因修飾的外泌體（被稱作iExosome）能夠運(yùn)送特異性地靶向KRAS突變基因的小RNA分子，從而導(dǎo)致胰腺癌模式小鼠病情緩解，增加它們的總存活率。這些研究人員采用了一種被稱作RNA干擾（RNAi）的靶向方法：利用這些天然的納米顆粒（即外泌體）運(yùn)送小干擾RNA（siRNA）或短發(fā)夾RNA（shRNA）分子來靶向胰腺癌細(xì)胞中的KRAS突變基因，從而影響多種胰腺癌模型的腫瘤負(fù)荷和存活。他們證實(shí)外泌體能夠作為一種高效的RNAi載體發(fā)揮作用，這是因?yàn)檫@些納米大小的囊泡（即外泌體）輕松地在體內(nèi)遷移和進(jìn)入靶細(xì)胞（包括癌細(xì)胞）中。

作為一種分子通斷開關(guān)的KRAS發(fā)生突變時(shí)會(huì)處于“開啟”狀態(tài)。在80%～95%的胰腺導(dǎo)管腺癌（PDAC）當(dāng)中，這個(gè)基因發(fā)生突變，這也是這種癌癥中最為常見的突變。這些研究人員證實(shí)iExosome能夠運(yùn)送特異性地靶向KRAS的siRNA和shRNA分子，并且比他們的合成對(duì)應(yīng)物脂質(zhì)體（liposome）更加高效。脂質(zhì)體不具有外泌體表現(xiàn)出的天然復(fù)雜性和優(yōu)勢(shì)。

德州大學(xué)MD安德森癌癥中心癌癥生物學(xué)助理教授Valerie LeBleu博士說，“我們的研究提示著與脂質(zhì)體相比，外泌體表現(xiàn)出運(yùn)送siRNA分子和抑制侵襲性胰腺瘤生長(zhǎng)的優(yōu)異能力。我們也證實(shí)外泌體表面上的CD47存在允許它們躲避來自循環(huán)單核細(xì)胞的吞噬作用。”

CD47是一種參與很多細(xì)胞過程（包括細(xì)胞死亡、生長(zhǎng)和遷移）的蛋白。吞噬作用是被稱作巨噬細(xì)胞的白細(xì)胞用來消化細(xì)胞碎片、外源異物和顆粒的一種過程。單核細(xì)胞是最大類型的白細(xì)胞，也具有吞噬作用，并且在免疫細(xì)胞中發(fā)揮著重要作用。

德州大學(xué)MD安德森癌癥中心癌癥生物學(xué)系實(shí)習(xí)生Sushrut Kamerkar博士說，“從根本上說，CD47發(fā)起一種‘不要吃我’的信號(hào)來抑制吞噬作用。我們鑒定出CD47如何阻止外泌體在血液循環(huán)中被清除，并且促進(jìn)將它們運(yùn)送到胰腺癌細(xì)胞中?！?/span>

盡管采用當(dāng)前的標(biāo)準(zhǔn)療法，PDAC患者的預(yù)后是較差的，因而有效的新療法是迫切需要的。對(duì)PDAC開展的基因分析表明KRAS基因突變?cè)诮^大多數(shù)患者體內(nèi)發(fā)生，并且在癌癥起始、進(jìn)展和轉(zhuǎn)移中發(fā)揮著顯著的作用。盡管存在其他的基因缺陷，在小鼠體內(nèi)利用基因操縱抑制致癌的KRAS基因會(huì)阻止腫瘤進(jìn)展。在此之前，開發(fā)一種直接的特異性地靶向KRAS的方法是遙不可及的。

這些研究人員也證實(shí)一種被稱作巨胞飲（macropinocytosis）的細(xì)胞過程促進(jìn)發(fā)生KRAS基因突變的癌細(xì)胞攝取外泌體。巨胞飲參與細(xì)胞清除營(yíng)養(yǎng)物和囊泡。

Kamerkar說，“與之前的發(fā)現(xiàn)相一致的，由于增加的巨胞飲過程，達(dá)到胰腺的外泌體數(shù)量增加可能為外泌體進(jìn)入KRAS相關(guān)的癌細(xì)胞提供進(jìn)一步的優(yōu)勢(shì)。盡管胰腺瘤存在致密的基質(zhì)，我們的結(jié)果也支持癌細(xì)胞高效地?cái)z取iExosome。還需開展進(jìn)一步的研究以便更好地理解通過巨胞飲進(jìn)入細(xì)胞中的外泌體是否具有其他的可能增強(qiáng)它們的抗腫瘤能力的特征?！保ㄉ锕?Bioon.com）


Sushrut Kamerkar, Valerie S. LeBleu, Hikaru Sugimoto et al. Exosomes facilitate therapeutic targeting of oncogenic KRAS in pancreatic cancer. Nature, Published online 07 June 2017, doi:10.1038/nature22341