胞外体与癌症系列专文(三) 胞外体衍生的新兴抗癌疗法

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直径约30-50奈米的胞外体,从过去被认为是细胞的专用垃圾袋,到后来被平反为重要的细胞调控和沟通工具,乃至近年被发现是肿瘤转移的关键帮手,在30多年来已历炼各种不同的角色。而在未来的10-20年,胞外体预计会增添一项新的身分 — 癌症克星!

胞外体可望成为癌症诊断与治疗的明日之星

身体各个细胞几乎都会分泌胞外体,包含癌细胞;而大部分的胞外体均能在血液被侦测到。因此若能撷取血液检体中所蕴藏的胞外体讯息,便能第一手掌握癌细胞的出现以及后续发展,侦测速度将远比症状出现、光学检查、或切片检查来得即时。这些相关技术称为“liquid biopsy”,预计可让诊断时间大幅提早,同时也能减少诊断费用和病人的生理与心理负担。目前各领域的科学家也正在积极解读胞外体内含的调控物质之意义,希望能尽快将调控物质与胞外体的来源细胞、目标细胞、和终极作用进行有效连结,以建立完整的早期诊断机制。

另一方面,在整个肿瘤细胞分泌胞外体,乃至胞外体策反正常细胞的过程,有不少关键点可切入进行阻断或改变。这些关键点都有机会成为未来新药发展的目标;而胞外体可存在于不同环境、携带不同指令、并只与特定组织结合的特性更可能成为新一代的药物载体,用来将各种药物精确送至目标组织。最近由台湾大学植物病理与微生物学系沈汤龙副教授和美国康乃尔大学医学院小儿科David Lyden医师共同合作的一系列研究,即对于胞外体未来作为药物载体的应用开启许多可能。

胞外体带有的“钥匙”是关键所在
2015年5月,研究团队率先于Nature Cell Biology发表胰脏癌胞外体的研究,发现在肿瘤发生转移之前,胞外体可先随着血流到身体各处打造适合癌细胞发展的环境。这些胞外体含有巨噬细胞移动抑制因子 (macrophage migration inhibitory factor, MIF) 这种激素,在释放后会促进周边组织形成发炎反应,有助于胰脏癌细胞进驻和发展。研究团队也发现抑制或剃除癌细胞的MIF基因即可有效降低其胞外体的开路作用。不过这项研究的另一个重点,在于这些胰脏癌细胞产生的胞外体大部分都会集中在肝脏;理论上如果胞外体是在血流随机漂泊,最后应该会遍部全身,而不是聚集在特定器官。这代表胞外体应该存有“导航指令”,掌握这些指令就能导引胞外体到身体的任何部位。试想,如果能将肝病药物快递到肝脏、抗癌药物直接导入肿瘤,对于临床治疗将会是多么令人兴奋的发展!

integrin

到了2015年11月,研究团队有了进一步的突破,研究成果更刊登在天王级Nature期刊,撼动癌症生物学界!研究团队在带有癌症A (只会转移至骨骼) 的小鼠身上注射癌症B (较常转移至肺部) 所分泌的胞外体,成功使癌症A的细胞转移至本来不会出现的肺部。后续分析显示癌症B的胞外体带有对应至肺部的组合蛋白 (integrin);;而这些integrin就像钥匙,在胞外体透过血流来到不同组织后,若integrin能与在地细胞进行配对,胞外体便能与之结合,并展开后续的环境布置,支援肿瘤转移。研究团队更发现如果将integrin改变,就能改变胞外体的目标组织;而如果将integrin去除,胞外体就难以发挥作用。目前沈汤龙教授与David Lyden教授仍在努力破解各种integrin所对应的组织,希望能尽快建立身体的邮递区号系统,以发展更准确的药用胞外体。

可能从胞外体衍生的新抗癌疗法

未来将有机会透过各种管道利用胞外体对抗癌症, 包含:
1. 阻止癌细胞分泌胞外体。
2. 阻止胞外体与目标细胞结合。
3. 改变胞外体内部带有的调控物质。
4. 拔走胞外体的钥匙,使其到达不了目标组织。
5. 找到对应于肿瘤的钥匙,加到带有药物的胞外体上,再送至肿瘤进行破坏。
沈汤龙老师的例子也显示台湾有充分的能力进行这类的先端研究,更有机会把握住这方面的先机打造新一代的抗癌疗法,孕育领先世界的生技和医疗产业能量!

沈汤龙博士的研究或胞外体相关议题有兴趣,欢迎参加亚洲最大的胞外体与液态生物检体国际研讨会

延伸阅读:胞外体与癌症系列专文(一) 癌症的先锋特攻队 – 胞外体

延伸阅读:胞外体与癌症系列专文(二) 胞外体如何协助癌细胞策反

探索园地
1. 胞外体的各种钥匙 (台大植微系副教授沈汤龙老师与美国康乃尔大学合作研究)
Hoshino A et al. Nature 2015; 527:329-35.

图片来源:
https://zh.wikipedia.org/wiki/%E6%95%B4%E5%90%88%E7%B4%A0