引用本文： 陳文杰, 魏濤, 李志輝, 朱精強, 雷建勇. 外泌體在甲狀腺疾病中的研究進展. 中國普外基礎與臨床雜志, 2019, 26(3): 358-363. doi: 10.7507/1007-9424.201812026 復制
甲狀腺疾病是常見的人體內分泌器官疾病，其中甲狀腺癌的患病人數近年來急速增長，其已成為發病率增長速度最快的實體惡性腫瘤[1]。此外，難治性 Graves’ 病治療面臨的諸多挑戰、部分甲狀腺乳頭狀癌（papillary thyroid carcinoma，PTC）患者術后出現碘耐受、甲狀腺未分化癌（anaplastic thyroid carcinoma，ATC）尚無有效治療方法等都對整個社會帶來了巨大的疾病負擔。外泌體是一種細胞衍生的具有膜結構的小囊泡，可介導細胞間的信息傳遞[2]。近年來越來越多的研究[3-5]表明，外泌體在疾病的發生發展，腫瘤的轉移及耐藥中起著重要作用。筆者現就近年來外泌體在甲狀腺疾病中的研究進行系統性回顧，探討外泌體在甲狀腺疾病中應用的新機遇和挑戰。
1 外泌體概述
1983 年，Pan 等[6]和 Harding 等[7]的研究相繼發現，綿羊和小鼠的網織紅細胞可自主外排一種小囊泡，并參與網織紅細胞向成熟紅細胞轉化過程中表面轉鐵蛋白受體的移除；1987 年 Johnstone 等[8]將其正式命名為“exosome（外泌體）”。隨后的 10 余年里，因被認為是細胞排泄廢物的一種方式，外泌體并未得到足夠的重視。2007 年以來，Valadi 等的系列研究[9-12]相繼發現，外泌體可作為細胞間的通訊載體相互傳遞蛋白質、脂質和核酸，進而改變受體細胞的功能，這重新激發起科研人員對外泌體的興趣。2013 年，諾貝爾生理或醫學獎頒給了 James E. Rothman、Randy W. Schekman 和 Thomas C. Südhof，以表彰他們“發現細胞內的主要運輸系統—囊泡（含外泌體）運輸的調節機制”，這更是將外泌體在腫瘤、免疫系統等領域的研究推向了全新的高潮。
外泌體是一種具有脂質雙層膜結構的微小膜泡，其主要來源于細胞內的多泡小體，并經由多泡小體外膜與細胞膜融合后釋放到胞外基質中[13]。外泌體的大小目前尚無明確定論，多數學者認為其直徑為 40～100 nm，比低密度脂蛋白要大，但比紅細胞要小得多；外泌體的密度為 1.10～1.19 g/mL，形狀較為固定[14]。目前研究表明，外泌體是已知唯一來源于胞內并可分泌到胞外的細胞囊泡，其存在于許多甚至所有的真核生物液體中，包括血液[15]、唾液[16]、乳汁[17]、精液[18-19]、尿液[20]、腦脊液[21]、膽汁[22]等，這一特征使它成為了液體活檢技術中早期診斷、監測疾病進展的理想標志物。
外泌體中含有其母細胞來源的各種分子成分，包括蛋白質、脂質、核酸 ［信使 RNA（messenger RNA，mRNA）、微小 RNA（microRNA，miRNA）、環狀 RNA（circular RNA，cirRNA）、DNA 片段等］等[23]。外泌體可通過膜囊泡運輸進行細胞間的胞內物質信息傳遞，對受體細胞造成生理性或病理性的影響；此外，由于外泌體具有的相對穩定的膜結構、良好的生物相容性等特點，其也成為一種極具前景的天然藥物載體[5, 24]。
2 外泌體對甲狀腺發育及生理功能的影響
甲狀腺起源于胚胎內胚層。胚胎發育期間，甲狀腺祖細胞在腹側遷移，然后橫向伸長，在氣管兩側形成兩葉并由峽部連接。在這一過程里，甲狀腺祖細胞分泌血管內皮生長因子 A（vascular endothelial growth factor A，VEGFA）以募集內皮細胞；作為回報，內皮細胞促進甲狀腺細胞環繞形成球形的濾泡結構[25]。Villacorte 等[26]的研究表明，由內皮祖細胞調節的培養基可以促進甲狀腺濾泡結構的形成。Degosserie 等[27]的體外研究進一步發現，內皮祖細胞可向培養基分泌含有大量層粘連蛋白的外泌體，而這些外泌體可直接被甲狀腺祖細胞吸收入胞內；當沉默層粘連蛋白 α1 鏈使其失活后，甲狀腺濾泡的形成明顯受到抑制。這表明，內皮祖細胞外泌體中的層粘連蛋白對甲狀腺細胞濾泡結構的形成起著重要作用。
還有研究[28]發現，外泌體與甲狀腺腺瘤的形成密切相關。染色體帶 19q13 的結構重排可導致 C19MC 簇的 miRNAs 的表達，而這是引起甲狀腺腺瘤的遺傳因素之一；通常，C19MC 簇 miRNAs 的表達在多數地方是沉默的，而胚胎干細胞和胎盤不在這一范疇[29]。Bullerdiek 等[30]的研究發現，胎盤中 C19MC 簇表達的 miRNAs 可通過外泌體釋放到細胞外并作用于胚胎，幫助胚胎中的甲狀腺結節免受自身免疫系統的攻擊而賦予其生長優勢，進而導致甲狀腺腺瘤的發生。
還有研究[31]發現，正常甲狀腺細胞所分泌的外泌體中含有未被降解的甲狀腺球蛋白（Tg），這有別與傳統觀念所認為的 Tg 由甲狀腺細胞合成并儲存于甲狀腺濾泡殘腔，再由甲狀腺濾泡腔釋放到循環系統。甲狀腺細胞外泌體可能也是 Tg 釋放的正常途徑之一。
3 外泌體對 Graves’ 病的影響
既往研究[32-33]表明，Graves’ 病患者血清中的多種 miRNA 與正常人相比明顯上調，但 Graves’ 病患者循環系統外泌體中的 miRNA 表達情況卻鮮有報道。Hiratsuka 等[34]的研究比較了難治性和緩解期 Graves’ 病患者血清外泌體中 miRNAs 含量的異同，其結果顯示，與難治性 Graves’ 病患者相比，處于緩解期的 Graves’ 病患者血清外泌體中的 miR-23b-5p 和 miR-92a-39 水平明顯增加，而 miR-7g-3p 和 miR-339-5p 的水平明顯下降；進一步研究發現，難治性 Graves’ 病患者血清外泌體中的 miRNAs 可刺激 mRNA 表達 IL-1β 和 TNF-α，而這可能與 Graves’ 病的發病機制和疾病進展密切相關。
4 外泌體對甲狀腺癌的影響
4.1 外泌體在甲狀腺癌診斷中的作用
由于外泌體擁有穩定的脂質膜結構，且包含有母細胞同源物質，因此腫瘤細胞外泌體中的特異 miRNA 是理想的液體活檢標志物之一，而隨著二代測序、基因芯片等技術的發展和普及，外泌體在腫瘤診斷中的應用得到了極大發展。Lee 等[35]的研究比較了體外實驗中 PTC 細胞系 TPC-1 和正常甲狀腺細胞系 NTHY 所分泌的外泌體的 miRNAs 含量，結果顯示，TPC-1 細胞外泌體中的 miR-146b 和 miR-222 與 NTHY 相比明顯上調，而且 TPC-1 細胞分泌的外泌體對 2 種細胞系的增殖均有明顯的抑制作用。這說明，PTC 細胞的外泌體可調控腫瘤細胞的生長和增殖，其中 miR-146b 和 miR-222 的含量也能作為 PTC 的潛在診斷標志物。Samsonov 等[36]的研究比較了 PTC 患者、甲狀腺濾泡狀癌（follicular thyroid carcinoma，FTC）患者和良性甲狀腺結節患者血清外泌體中的 miRNA 表達情況，其結果顯示，PTC 患者血清外泌體中的 miRNA-31 與良性甲狀腺結節患者相比明顯上調，而且 FTC 患者血清外泌體中的 miRNA-21 與良性甲狀腺結節患者相比也明顯上調，這表明 miRNA-31 和 miRNA-21 可分別作為 PTC 和 FTC 的診斷標志物之一；此外，PTC 患者與 FTC 患者相比，其血清外泌體中的 miRNA-21 含量明顯下調，而 miRNA-181a-5p 的含量明顯上調，因此，外泌體中的這 2 種 miRNA 可作為 PTC 和 FTC 的鑒別診斷標志物，其靈敏度和特異度分別為 100% 和 77%[36]。
4.2 外泌體對甲狀腺癌生長的影響
甲狀腺癌細胞的外泌體不僅可作為腫瘤的特異診斷標志物，而且對腫瘤的生長也有明顯的影響。如前文 Lee 等[35]的研究所述，PTC 細胞系外泌體對 PTC 細胞和正常甲狀腺細胞的增殖有明顯的抑制作用。無獨有偶，Boufraqech 等[37]的研究發現，PTC 細胞中的 miRNA-145 含量與正常甲狀腺細胞相比明顯減少，而在血清中 miRNA-145 的含量明顯升高；進一步的體外實驗證明，血清中的 miRNA-145 主要包含于 PTC 細胞系分泌的外泌體中；功能實驗還表明，miRNA-145 過表達可靶向蛋白激酶 Bγ（protein kinase B gamma，PKB/Akt）基因并抑制磷脂酰肌醇-3-激酶（phosphatidylinositol-3-kinase，PI3K）/Akt 通路，降低 VEGF 分泌并下調E-鈣黏蛋白的表達，進而抑制 PTC 細胞的增殖、遷徙及浸潤。這說明，PTC 細胞可能通過外泌體將抑制腫瘤發生發展的 miRNA 主動排出胞外，這對研究腫瘤的發生發展以及潛在的治療靶點均有非常重要的意義。
4.3 外泌體對甲狀腺癌轉移的影響
還有研究[3-4]表明，外泌體在腫瘤的轉移中起著至關重要的作用。其中最為經典的假說是腫瘤細胞在轉移前可分泌外泌體并通過循環系統到達預轉移區域，外泌體中的成分可影響受體細胞環境，形成一個適合腫瘤細胞生長的微環境—“轉移前龕（premetastatic niche）”[38-40]，而這一過程中，腫瘤外泌體對受體細胞上皮間質細胞轉化（Epithelial-mesenchymal transition，EMT）的促進作用至關重要[41-42]。EMT 系指上皮細胞通過系列反應失去極性及細胞間緊密連接和黏附連接（E-鈣黏蛋白丟失），獲得了浸潤性和游走遷移能力，變成具有間質表型細胞的生物學過程[43]；在腫瘤進展過程中，EMT 使得腫瘤細胞具備了侵襲和轉移能力，還可能使腫瘤細胞逃逸某些因素誘導的凋亡[44-45]。Hardin 等[46]的研究也使這一假說在甲狀腺癌模型中得到了證實：來自甲狀腺癌干細胞分泌的外泌體可向正常甲狀腺細胞傳遞長鏈非編碼 RNA（long-chain non-coding RNA，lncRNA）MALAT1 和 linc-ROR，以及 EMT 的轉錄因子 SLUG 和 SOX2，并對正常甲狀腺細胞的 EMT 過程有明顯的誘發作用；當沉默 linc-ROR 時，腫瘤細胞的浸潤作用明顯減弱。這說明，甲狀腺癌細胞可通過外泌體向受體細胞傳遞信號，并在預轉移區域創造適宜自身生長的局部腫瘤微環境。而不同于這一研究結果，在前文所述的 Boufraqech 等[37]的研究中，PTC 細胞可將抑制腫瘤生長的 miRNA-145 通過外泌體主動外排，其功能實驗也證明，miRNA-145 可抑制 VEGF 分泌和 E-鈣黏蛋白的表達，而這兩者與腫瘤的血管生成和 EMT 進程密切相關。因此，腫瘤細胞可根據自身需求通過外泌體選擇性地外排胞內物質，以達到促進自身生長和轉移進展的目的。
外泌體對甲狀腺癌轉移的影響不僅僅局限于 miRNA。Luo 等[47]的研究比較了 PTC 患者（淋巴結轉移組和未轉移組）及正常人群血清外泌體中的蛋白組學成分，其結果顯示，與淋巴結未轉移組相比，淋巴結轉移組 PTC 患者的外泌體中有 697 種蛋白異常表達，其中 SRC、TLN1、ITGB2 和 CAPNS14 種蛋白與腫瘤的轉移顯著相關；進一步的生物信息學分析提示，上述 4 種蛋白參與的 EMT 和整合素信號通路在外泌體對 PTC 的轉移中起著重要的促進作用。
4.4 外泌體可作為甲狀腺癌的靶向藥物載體
由于外泌體可攜帶蛋白質、脂質、核酸等物質，且具有穩定的膜結構、良好的生物相容性、高生物滲透性、低免疫原性、低毒性等特征，多個研究[24, 48-50]探討了外泌體作為抗腫瘤藥物天然載體的可能性。Gangadaran 等[51]將 ATC 細胞系 CAL62 產生的外泌體用腎素熒光素酶標記，再將外泌體靜脈注射入 ATC 模型的小鼠中以觀察其聚集和代謝情況，其結果顯示，ATC 產生的外泌體在注射 30 min 后明顯在腫瘤部位聚集，并可直接被腫瘤細胞吸收入胞內。這表明腫瘤來源的外泌體更容易且更優先被同種腫瘤細胞所吸收，這體現了外泌體的腫瘤靶向性。類似的結果也在多個其他腫瘤實驗[52-54]中得以證實。
4.5 NK 細胞外泌體對甲狀腺癌的殺傷作用
NK 細胞是機體的重要免疫細胞，其對包括甲狀腺癌在內的多種腫瘤都有明顯的殺傷作用[55-57]，NK 細胞的外泌體包含有 NK 細胞的特有成分，其明顯的抗腫瘤作用也在多個體內外實驗[58-60]中得到了證實。但由于外泌體在真核細胞中釋放較為稀少，且提純非常困難，因此 NK 細胞外泌體的抗腫瘤研究一直以來并未取得很多實質性進展[61]。既往研究[62]表明，IL-15 可促進 NK 細胞增殖并增強 NK 細胞的細胞毒性作用。Zhu 等[63]的研究發現，含有 IL-15 的培養基可使 NK 細胞外泌體的分泌速度加快，并明顯增強其對 ATC 細胞系 CAL-62/F 的殺傷作用。此外，Zhu 等[64]還另辟蹊徑，通過不同孔徑的過濾器（10、5 及 1 μm）對 NK 細胞進行連續擠壓，獲得高產量且大小可控的外泌體類似物（exosome mimic，EM），并通過電穿孔將 siRNA 包埋到 EM 中。該方法在 2016 年被 Yang 等[65]首次報道，并在此針對 NK 細胞的研究中得到了很好的驗證，NK 細胞所產生的 EM 含量遠超提純的外泌體，并且對 ATC 在內的多種腫瘤細胞有更好的靶向殺傷作用；同時體內外實驗也證實，這種 EM 不會對正常細胞和組織產生殺傷作用，這很好地體現了 NK 細胞 EM 的高效性和安全性。這 2 個方法的成功試驗，極大地擴展了 NK 細胞等其他抗腫瘤細胞外泌體對包括甲狀腺癌在內的腫瘤的治療前景。
5 小結
外泌體是近年來生命科學領域的寵兒，關于外泌體在人體疾病的發生發展、靶向治療等領域的研究取得了豐碩的成果。外泌體的自身結構特性使它成為理想的生物診斷標志物和靶向藥物載體。此外，不同細胞來源的外泌體所包含的物質，對甲狀腺多種疾病的發生發展都產生著重要作用。但在甲狀腺疾病領域，上述多數研究僅針對了外泌體中的少數 miRNA 和蛋白，而有數據庫顯示，已有 58 330 種 circRNA、15 501 種 lncRNA 和 18 333 種 mRNA 在各種細胞來源的外泌體中被探明[66]，因此既往所探索到的僅僅是冰山一角。同時，上述的多數研究僅停留在體外細胞實驗水平，并沒有在體內實驗中進行系統驗證。此外，目前已有研究[67-68]報道了多種腫瘤外泌體中的某些特定 miRNA 在宮頸癌、胃癌等腫瘤的淋巴結轉移中的作用，而類似的研究在甲狀腺癌領域尚缺乏有力的證據報道。甲狀腺淋巴結轉移往往提示不良預后，而目前其淋巴結轉移的機制尚不明確，且甲狀腺微小乳頭狀癌（papillary thyroid microcacinoma，PTMC）是否應該進行預防性中央區淋巴結清掃仍然存在爭議[69]，因此，循環系統外泌體對 PTC 患者淋巴結轉移的早期診斷和機制的研究有巨大的臨床意義。此外，外泌體是否與 PTC 患者碘耐受存在聯系、外泌體能否作為 ATC 的靶向藥物載體等許多熱門問題仍然等待著科研工作者的繼續探索。
甲狀腺疾病是常見的人體內分泌器官疾病，其中甲狀腺癌的患病人數近年來急速增長，其已成為發病率增長速度最快的實體惡性腫瘤[1]。此外，難治性 Graves’ 病治療面臨的諸多挑戰、部分甲狀腺乳頭狀癌（papillary thyroid carcinoma，PTC）患者術后出現碘耐受、甲狀腺未分化癌（anaplastic thyroid carcinoma，ATC）尚無有效治療方法等都對整個社會帶來了巨大的疾病負擔。外泌體是一種細胞衍生的具有膜結構的小囊泡，可介導細胞間的信息傳遞[2]。近年來越來越多的研究[3-5]表明，外泌體在疾病的發生發展，腫瘤的轉移及耐藥中起著重要作用。筆者現就近年來外泌體在甲狀腺疾病中的研究進行系統性回顧，探討外泌體在甲狀腺疾病中應用的新機遇和挑戰。
1 外泌體概述
1983 年，Pan 等[6]和 Harding 等[7]的研究相繼發現，綿羊和小鼠的網織紅細胞可自主外排一種小囊泡，并參與網織紅細胞向成熟紅細胞轉化過程中表面轉鐵蛋白受體的移除；1987 年 Johnstone 等[8]將其正式命名為“exosome（外泌體）”。隨后的 10 余年里，因被認為是細胞排泄廢物的一種方式，外泌體并未得到足夠的重視。2007 年以來，Valadi 等的系列研究[9-12]相繼發現，外泌體可作為細胞間的通訊載體相互傳遞蛋白質、脂質和核酸，進而改變受體細胞的功能，這重新激發起科研人員對外泌體的興趣。2013 年，諾貝爾生理或醫學獎頒給了 James E. Rothman、Randy W. Schekman 和 Thomas C. Südhof，以表彰他們“發現細胞內的主要運輸系統—囊泡（含外泌體）運輸的調節機制”，這更是將外泌體在腫瘤、免疫系統等領域的研究推向了全新的高潮。
外泌體是一種具有脂質雙層膜結構的微小膜泡，其主要來源于細胞內的多泡小體，并經由多泡小體外膜與細胞膜融合后釋放到胞外基質中[13]。外泌體的大小目前尚無明確定論，多數學者認為其直徑為 40～100 nm，比低密度脂蛋白要大，但比紅細胞要小得多；外泌體的密度為 1.10～1.19 g/mL，形狀較為固定[14]。目前研究表明，外泌體是已知唯一來源于胞內并可分泌到胞外的細胞囊泡，其存在于許多甚至所有的真核生物液體中，包括血液[15]、唾液[16]、乳汁[17]、精液[18-19]、尿液[20]、腦脊液[21]、膽汁[22]等，這一特征使它成為了液體活檢技術中早期診斷、監測疾病進展的理想標志物。
外泌體中含有其母細胞來源的各種分子成分，包括蛋白質、脂質、核酸 ［信使 RNA（messenger RNA，mRNA）、微小 RNA（microRNA，miRNA）、環狀 RNA（circular RNA，cirRNA）、DNA 片段等］等[23]。外泌體可通過膜囊泡運輸進行細胞間的胞內物質信息傳遞，對受體細胞造成生理性或病理性的影響；此外，由于外泌體具有的相對穩定的膜結構、良好的生物相容性等特點，其也成為一種極具前景的天然藥物載體[5, 24]。
2 外泌體對甲狀腺發育及生理功能的影響
甲狀腺起源于胚胎內胚層。胚胎發育期間，甲狀腺祖細胞在腹側遷移，然后橫向伸長，在氣管兩側形成兩葉并由峽部連接。在這一過程里，甲狀腺祖細胞分泌血管內皮生長因子 A（vascular endothelial growth factor A，VEGFA）以募集內皮細胞；作為回報，內皮細胞促進甲狀腺細胞環繞形成球形的濾泡結構[25]。Villacorte 等[26]的研究表明，由內皮祖細胞調節的培養基可以促進甲狀腺濾泡結構的形成。Degosserie 等[27]的體外研究進一步發現，內皮祖細胞可向培養基分泌含有大量層粘連蛋白的外泌體，而這些外泌體可直接被甲狀腺祖細胞吸收入胞內；當沉默層粘連蛋白 α1 鏈使其失活后，甲狀腺濾泡的形成明顯受到抑制。這表明，內皮祖細胞外泌體中的層粘連蛋白對甲狀腺細胞濾泡結構的形成起著重要作用。
還有研究[28]發現，外泌體與甲狀腺腺瘤的形成密切相關。染色體帶 19q13 的結構重排可導致 C19MC 簇的 miRNAs 的表達，而這是引起甲狀腺腺瘤的遺傳因素之一；通常，C19MC 簇 miRNAs 的表達在多數地方是沉默的，而胚胎干細胞和胎盤不在這一范疇[29]。Bullerdiek 等[30]的研究發現，胎盤中 C19MC 簇表達的 miRNAs 可通過外泌體釋放到細胞外并作用于胚胎，幫助胚胎中的甲狀腺結節免受自身免疫系統的攻擊而賦予其生長優勢，進而導致甲狀腺腺瘤的發生。
還有研究[31]發現，正常甲狀腺細胞所分泌的外泌體中含有未被降解的甲狀腺球蛋白（Tg），這有別與傳統觀念所認為的 Tg 由甲狀腺細胞合成并儲存于甲狀腺濾泡殘腔，再由甲狀腺濾泡腔釋放到循環系統。甲狀腺細胞外泌體可能也是 Tg 釋放的正常途徑之一。
3 外泌體對 Graves’ 病的影響
既往研究[32-33]表明，Graves’ 病患者血清中的多種 miRNA 與正常人相比明顯上調，但 Graves’ 病患者循環系統外泌體中的 miRNA 表達情況卻鮮有報道。Hiratsuka 等[34]的研究比較了難治性和緩解期 Graves’ 病患者血清外泌體中 miRNAs 含量的異同，其結果顯示，與難治性 Graves’ 病患者相比，處于緩解期的 Graves’ 病患者血清外泌體中的 miR-23b-5p 和 miR-92a-39 水平明顯增加，而 miR-7g-3p 和 miR-339-5p 的水平明顯下降；進一步研究發現，難治性 Graves’ 病患者血清外泌體中的 miRNAs 可刺激 mRNA 表達 IL-1β 和 TNF-α，而這可能與 Graves’ 病的發病機制和疾病進展密切相關。
4 外泌體對甲狀腺癌的影響
4.1 外泌體在甲狀腺癌診斷中的作用
由于外泌體擁有穩定的脂質膜結構，且包含有母細胞同源物質，因此腫瘤細胞外泌體中的特異 miRNA 是理想的液體活檢標志物之一，而隨著二代測序、基因芯片等技術的發展和普及，外泌體在腫瘤診斷中的應用得到了極大發展。Lee 等[35]的研究比較了體外實驗中 PTC 細胞系 TPC-1 和正常甲狀腺細胞系 NTHY 所分泌的外泌體的 miRNAs 含量，結果顯示，TPC-1 細胞外泌體中的 miR-146b 和 miR-222 與 NTHY 相比明顯上調，而且 TPC-1 細胞分泌的外泌體對 2 種細胞系的增殖均有明顯的抑制作用。這說明，PTC 細胞的外泌體可調控腫瘤細胞的生長和增殖，其中 miR-146b 和 miR-222 的含量也能作為 PTC 的潛在診斷標志物。Samsonov 等[36]的研究比較了 PTC 患者、甲狀腺濾泡狀癌（follicular thyroid carcinoma，FTC）患者和良性甲狀腺結節患者血清外泌體中的 miRNA 表達情況，其結果顯示，PTC 患者血清外泌體中的 miRNA-31 與良性甲狀腺結節患者相比明顯上調，而且 FTC 患者血清外泌體中的 miRNA-21 與良性甲狀腺結節患者相比也明顯上調，這表明 miRNA-31 和 miRNA-21 可分別作為 PTC 和 FTC 的診斷標志物之一；此外，PTC 患者與 FTC 患者相比，其血清外泌體中的 miRNA-21 含量明顯下調，而 miRNA-181a-5p 的含量明顯上調，因此，外泌體中的這 2 種 miRNA 可作為 PTC 和 FTC 的鑒別診斷標志物，其靈敏度和特異度分別為 100% 和 77%[36]。
4.2 外泌體對甲狀腺癌生長的影響
甲狀腺癌細胞的外泌體不僅可作為腫瘤的特異診斷標志物，而且對腫瘤的生長也有明顯的影響。如前文 Lee 等[35]的研究所述，PTC 細胞系外泌體對 PTC 細胞和正常甲狀腺細胞的增殖有明顯的抑制作用。無獨有偶，Boufraqech 等[37]的研究發現，PTC 細胞中的 miRNA-145 含量與正常甲狀腺細胞相比明顯減少，而在血清中 miRNA-145 的含量明顯升高；進一步的體外實驗證明，血清中的 miRNA-145 主要包含于 PTC 細胞系分泌的外泌體中；功能實驗還表明，miRNA-145 過表達可靶向蛋白激酶 Bγ（protein kinase B gamma，PKB/Akt）基因并抑制磷脂酰肌醇-3-激酶（phosphatidylinositol-3-kinase，PI3K）/Akt 通路，降低 VEGF 分泌并下調E-鈣黏蛋白的表達，進而抑制 PTC 細胞的增殖、遷徙及浸潤。這說明，PTC 細胞可能通過外泌體將抑制腫瘤發生發展的 miRNA 主動排出胞外，這對研究腫瘤的發生發展以及潛在的治療靶點均有非常重要的意義。
4.3 外泌體對甲狀腺癌轉移的影響
還有研究[3-4]表明，外泌體在腫瘤的轉移中起著至關重要的作用。其中最為經典的假說是腫瘤細胞在轉移前可分泌外泌體并通過循環系統到達預轉移區域，外泌體中的成分可影響受體細胞環境，形成一個適合腫瘤細胞生長的微環境—“轉移前龕（premetastatic niche）”[38-40]，而這一過程中，腫瘤外泌體對受體細胞上皮間質細胞轉化（Epithelial-mesenchymal transition，EMT）的促進作用至關重要[41-42]。EMT 系指上皮細胞通過系列反應失去極性及細胞間緊密連接和黏附連接（E-鈣黏蛋白丟失），獲得了浸潤性和游走遷移能力，變成具有間質表型細胞的生物學過程[43]；在腫瘤進展過程中，EMT 使得腫瘤細胞具備了侵襲和轉移能力，還可能使腫瘤細胞逃逸某些因素誘導的凋亡[44-45]。Hardin 等[46]的研究也使這一假說在甲狀腺癌模型中得到了證實：來自甲狀腺癌干細胞分泌的外泌體可向正常甲狀腺細胞傳遞長鏈非編碼 RNA（long-chain non-coding RNA，lncRNA）MALAT1 和 linc-ROR，以及 EMT 的轉錄因子 SLUG 和 SOX2，并對正常甲狀腺細胞的 EMT 過程有明顯的誘發作用；當沉默 linc-ROR 時，腫瘤細胞的浸潤作用明顯減弱。這說明，甲狀腺癌細胞可通過外泌體向受體細胞傳遞信號，并在預轉移區域創造適宜自身生長的局部腫瘤微環境。而不同于這一研究結果，在前文所述的 Boufraqech 等[37]的研究中，PTC 細胞可將抑制腫瘤生長的 miRNA-145 通過外泌體主動外排，其功能實驗也證明，miRNA-145 可抑制 VEGF 分泌和 E-鈣黏蛋白的表達，而這兩者與腫瘤的血管生成和 EMT 進程密切相關。因此，腫瘤細胞可根據自身需求通過外泌體選擇性地外排胞內物質，以達到促進自身生長和轉移進展的目的。
外泌體對甲狀腺癌轉移的影響不僅僅局限于 miRNA。Luo 等[47]的研究比較了 PTC 患者（淋巴結轉移組和未轉移組）及正常人群血清外泌體中的蛋白組學成分，其結果顯示，與淋巴結未轉移組相比，淋巴結轉移組 PTC 患者的外泌體中有 697 種蛋白異常表達，其中 SRC、TLN1、ITGB2 和 CAPNS14 種蛋白與腫瘤的轉移顯著相關；進一步的生物信息學分析提示，上述 4 種蛋白參與的 EMT 和整合素信號通路在外泌體對 PTC 的轉移中起著重要的促進作用。
4.4 外泌體可作為甲狀腺癌的靶向藥物載體
由于外泌體可攜帶蛋白質、脂質、核酸等物質，且具有穩定的膜結構、良好的生物相容性、高生物滲透性、低免疫原性、低毒性等特征，多個研究[24, 48-50]探討了外泌體作為抗腫瘤藥物天然載體的可能性。Gangadaran 等[51]將 ATC 細胞系 CAL62 產生的外泌體用腎素熒光素酶標記，再將外泌體靜脈注射入 ATC 模型的小鼠中以觀察其聚集和代謝情況，其結果顯示，ATC 產生的外泌體在注射 30 min 后明顯在腫瘤部位聚集，并可直接被腫瘤細胞吸收入胞內。這表明腫瘤來源的外泌體更容易且更優先被同種腫瘤細胞所吸收，這體現了外泌體的腫瘤靶向性。類似的結果也在多個其他腫瘤實驗[52-54]中得以證實。
4.5 NK 細胞外泌體對甲狀腺癌的殺傷作用
NK 細胞是機體的重要免疫細胞，其對包括甲狀腺癌在內的多種腫瘤都有明顯的殺傷作用[55-57]，NK 細胞的外泌體包含有 NK 細胞的特有成分，其明顯的抗腫瘤作用也在多個體內外實驗[58-60]中得到了證實。但由于外泌體在真核細胞中釋放較為稀少，且提純非常困難，因此 NK 細胞外泌體的抗腫瘤研究一直以來并未取得很多實質性進展[61]。既往研究[62]表明，IL-15 可促進 NK 細胞增殖并增強 NK 細胞的細胞毒性作用。Zhu 等[63]的研究發現，含有 IL-15 的培養基可使 NK 細胞外泌體的分泌速度加快，并明顯增強其對 ATC 細胞系 CAL-62/F 的殺傷作用。此外，Zhu 等[64]還另辟蹊徑，通過不同孔徑的過濾器（10、5 及 1 μm）對 NK 細胞進行連續擠壓，獲得高產量且大小可控的外泌體類似物（exosome mimic，EM），并通過電穿孔將 siRNA 包埋到 EM 中。該方法在 2016 年被 Yang 等[65]首次報道，并在此針對 NK 細胞的研究中得到了很好的驗證，NK 細胞所產生的 EM 含量遠超提純的外泌體，并且對 ATC 在內的多種腫瘤細胞有更好的靶向殺傷作用；同時體內外實驗也證實，這種 EM 不會對正常細胞和組織產生殺傷作用，這很好地體現了 NK 細胞 EM 的高效性和安全性。這 2 個方法的成功試驗，極大地擴展了 NK 細胞等其他抗腫瘤細胞外泌體對包括甲狀腺癌在內的腫瘤的治療前景。
5 小結
外泌體是近年來生命科學領域的寵兒，關于外泌體在人體疾病的發生發展、靶向治療等領域的研究取得了豐碩的成果。外泌體的自身結構特性使它成為理想的生物診斷標志物和靶向藥物載體。此外，不同細胞來源的外泌體所包含的物質，對甲狀腺多種疾病的發生發展都產生著重要作用。但在甲狀腺疾病領域，上述多數研究僅針對了外泌體中的少數 miRNA 和蛋白，而有數據庫顯示，已有 58 330 種 circRNA、15 501 種 lncRNA 和 18 333 種 mRNA 在各種細胞來源的外泌體中被探明[66]，因此既往所探索到的僅僅是冰山一角。同時，上述的多數研究僅停留在體外細胞實驗水平，并沒有在體內實驗中進行系統驗證。此外，目前已有研究[67-68]報道了多種腫瘤外泌體中的某些特定 miRNA 在宮頸癌、胃癌等腫瘤的淋巴結轉移中的作用，而類似的研究在甲狀腺癌領域尚缺乏有力的證據報道。甲狀腺淋巴結轉移往往提示不良預后，而目前其淋巴結轉移的機制尚不明確，且甲狀腺微小乳頭狀癌（papillary thyroid microcacinoma，PTMC）是否應該進行預防性中央區淋巴結清掃仍然存在爭議[69]，因此，循環系統外泌體對 PTC 患者淋巴結轉移的早期診斷和機制的研究有巨大的臨床意義。此外，外泌體是否與 PTC 患者碘耐受存在聯系、外泌體能否作為 ATC 的靶向藥物載體等許多熱門問題仍然等待著科研工作者的繼續探索。