隨著認知拓展，科學家們發現腫瘤在我們體內根本不把自己當外人，就連免疫細胞也能策反過來給自己打造安樂窩。因此，大量研究將關注點轉向腫瘤微環境，不再把思維侷限於腫瘤細胞本身。
在2012年時，來自西班牙國家癌症研究中心（CNIO）的Héctor Peinado和他的團隊發現，腫瘤細胞能夠透過外泌體來傳遞資訊給周圍的微環境[1]。
7年後，Peinado和他的團隊在《自然》子刊上發表的一篇文章提出，黑色素瘤細胞釋放的外泌體到達淋巴結後，主要被淋巴管內皮細胞（LECs）吸收。這些外泌體透過分泌一種神經生長因子受體——NGFR來改變LECs的表型，增加淋巴管的分支，並加強對腫瘤細胞的粘附作用，從而促進腫瘤轉移[2]。
並提出，NGFR可以作為黑色素瘤進展和早期診斷的重要生物標誌物。
論文首頁截圖
有“痣”者雲：若色素痣長得不對稱，邊緣還參差不齊、界限不明，直徑較大，顏色不均，那就要警惕黑色素瘤的可能性了！
我國黑色素瘤發病率為0.6/10萬，主要危害中青年人，患者在確診時大多已是中晚期。其中，晚期患者的5年生存率僅有4.6%。而且，美國人的黑色素瘤90%位於身體軀幹部位，與紫外線照射密切相關；但咱們的黑色素瘤“有點自己想法”，41.8%的黑色素瘤原發部位為足底、足趾、手掌及甲下等肢端，這些位置紫外線都照不到，誘因尚不明確。
黑色素瘤[3]
黑色素瘤早期“跑路”非常快，擴散的第一站就是淋巴結。已有研究證實，黑色素瘤可以誘導淋巴結組織改變，比如增強淋巴管生成、誘導免疫抑制環境等，從而在淋巴結形成轉移前生態位（PMN）[4]。
這次Peinado和他的團隊發現，外泌體就是那個黑色素瘤派到淋巴結的先遣兵。
他們選用了三種不同轉移程度的黑色素瘤細胞系，構建小鼠模型，分別為：B16-F1（低轉移水平）細胞系，B16-F10（高轉移水平）細胞系，B16-F1R2（已發生淋巴結轉移的B16-F1）細胞系。
結果發現，黑色素瘤轉移水平高的小鼠，黑色素瘤細胞釋放的外泌體分佈更廣泛，主要集中於膕窩淋巴結處，外泌體的聚集水平更高，積累速度也更快。而且，轉移水平高的黑色素瘤細胞釋放的外泌體能夠增強腫瘤定植能力，促進黑色素瘤的自發轉移。
由高轉移的黑色素瘤細胞釋放的外泌體，在淋巴結處積累得更快、更多
那麼，這個先行一步到達淋巴結的先遣兵，為幫助黑色素瘤實現開疆擴土大計，都在淋巴結做了哪些準備呢？
研究者們發現，黑色素瘤細胞釋放的外泌體主要是被淋巴結中的巨噬細胞和LECs所吸收。其中，和巨噬細胞相比，LECs的吸收速度更快，在短時間（4h）內就已經有89%的LECs吸收外泌體，而且吸收的數量也更多。
進一步對人源轉移性黑色素瘤（SK-MEL-147）細胞系的分析結果表明，外泌體是對LECs的表型進行了一頓大改造。
一方面，外泌體會增強LECs對黑色素瘤細胞的粘附作用。
LECs在吸收外泌體後，ICAM-1表達上調。而ICAM-1已被證明有助於黑色素瘤細胞穿過LECs單層，發生腫瘤轉移[5]。研究者們發現，一旦去除LECs中的ICAM-1，外泌體對LECs粘附作用的影響也就被消除。另外，其它一些與細胞粘附、細胞外基質重組等有關的蛋白和基因表達水平也發生上調，比如HLA-DRB1、TNC、EDIL3等。
LECs吃了外泌體變粘了，和ICAM-1脫不了干係
另一方面，外泌體還會促進LECs增殖，導致淋巴管分支增多，而淋巴管生成也正是腫瘤在轉移到淋巴結前誘導免疫抑制環境的重要環節。
研究者們觀察到， LECs在吸收外泌體的48h後，淋巴管生成和血管生成相關訊號（LYVE1，VEGFC，VEGFR3等）發生富集。當用B16-F1R2細胞釋放的外泌體處理LECs時，24h後LECs便可增殖達3.5倍。
LECs吃了外泌體，長勢大好
值得注意的是，已有研究證明淋巴結處的巨噬細胞會分泌淋巴管生成因子[6]。但在這裡，並沒有觀察到巨噬細胞在吸收外泌體後，淋巴管生成因子水平有任何變化。反倒是發現，這些巨噬細胞有抑制淋巴管異常生長的作用。
也就是說，黑色素瘤細胞釋放的外泌體會先行到達淋巴結處，在那裡被LECs吸收後，便開始指揮LECs賣苦力，為黑色素瘤的轉移打造適宜的微環境。
那麼，外泌體又是如何“威脅”LECs為自己所用呢？
Peinado和他的團隊首先想到NGFR。這是一種神經生長因子受體，已有研究發現，NGFR與黑色素瘤轉移、角膜炎症過程中的淋巴管生成相關，而且NGFR在黑色素瘤細胞中的表達水平高於其他型別的腫瘤細胞[7-9]。
巧的是，一系列研究發現，外泌體不僅能夠誘導LECs中Ngfr轉錄水平上調，還會在LECs中釋放自己的NGFR，最終導致LECs內的NGFR總體水平上調。而且，只有高轉移水平的黑色素瘤細胞釋放的外泌體才含有NGFR，而在低轉移水平的黑色素瘤細胞釋放的外泌體中幾乎沒有NGFR。
透過CRISPR技術、蛋白質組學分析等技術，研究者們發現，黑色素瘤細胞中的NGFR水平降低後，所釋放的外泌體中蛋白組分也發生變化，包括NGFR在內的126種蛋白質水平顯著下調， 281種蛋白質水平顯著上調。
進一步研究結果顯示，由外泌體分泌的NGFR會誘導LECs中的MAPK和NF-κB通路，從而促進腫瘤細胞黏附和淋巴管生成。當用NFGR抑制劑 （THX-B）來治療黑色素瘤小鼠時，小鼠的黑色素瘤轉移情況得到緩解。
只用NGFR抑制劑後，小鼠淋巴管分支增長情況得到緩解
既然在小鼠中確定，外泌體中NGFR的表達和活性是關鍵一環，那對我們人類來說呢？
Peinado和他的團隊透過對人類癌症基因組圖譜（The Cancer Genome Atlas）的資料進行分析發現，與原發性黑色素瘤相比，NGFR表達水平在轉移性黑色素瘤中顯著增加。
這一點在III/IV期黑色素瘤患者的組織學分析中也得到了證實。組織活檢結果顯示，與原發腫瘤相比，已發生黑色素瘤轉移的淋巴結組織中，NGFR表達水平更高。
研究者們還證實，淋巴結組織活檢中NGFR+細胞的數量能夠用來預測黑色素瘤患者的生存情況。
NGFR可以作為黑色素瘤進展和早期診斷的重要生物標誌物
總的來說，Peinado和他的團隊發現，黑色素瘤細胞能夠釋放攜帶有NGFR的外泌體到淋巴結，誘導淋巴管分支生成、增強淋巴管內皮細胞與黑色素瘤細胞的粘附作用，從而促進黑色素瘤的轉移。
在本次研究中，研究者們不僅用NGFR 抑制劑 （THX-B）成功緩解了黑色素瘤小鼠的腫瘤轉移情況，還在黑色素瘤患者中證實，NGFR可以作為黑色素瘤轉移的有效預測靶點。這為對抗黑色素瘤轉移的治療提供了新策略。
參考文獻：
[1]Peinado, H. et al. Melanoma exosomes educate bone marrow progenitor cells toward a pro-metastatic phenotype through MET. Nat. Med. 18, 883–891 (2012).
[2]García-Silva, S., Benito-Martín, A., Nogués, L. et al. Melanoma-derived small extracellular vesicles induce lymphangiogenesis and metastasis through an NGFR-dependent mechanism. Nat Cancer (2021). https://doi.org/10.1038/s43018-021-00272-y
[3]https://www.mayoclinic.org/diseases-conditions/melanoma/symptoms-causes/syc-20374884
[4]Sleeman, J. P. Te lymph node pre-metastatic niche. J. Mol. Med. 93, 1173–1184 (2015).
[5]Ghislin, S. et al. LFA-1 and ICAM-1 expression induced during melanoma–endothelial cell co-culture favors the transendothelial migration of melanoma cell lines in vitro. BMC Cancer 12, 455 (2012).
[6]Sun, B. et al. Colorectal cancer exosomes induce lymphatic network remodeling in lymph nodes. Int. J. Cancer 145, 1648–1659 (2019).
[7]Boiko, A. D. et al. Human melanoma-initiating cells express neural crest nerve growth factor receptor CD271. Nature 466, 133–137 (2010).
[8]Restivo, G. et al. Te low neurotrophin receptor CD271 regulates phenotype
switching in melanoma. Nat. Commun. 8, 1988 (2017).
[9]Civenni, G. et al. Human CD271-positive melanoma stem cells associated with metastasis establish tumor heterogeneity and long-term growth. Cancer Res. 71, 3098–3109 (2011).
本文作者 | 張艾迪
