骨肿瘤是一种发生在骨内或各种骨组织相关成分中的一组罕见且具有异质性的肿瘤，分为原发性骨肿瘤、瘤样病变以及继发性骨肿瘤[1]。根据骨特有的解剖学及生理学特点，青少年骨肿瘤好发于生长比较活跃的四肢长管骨干骺端，而老年性骨肿瘤主要以脊柱和骨盆的转移性骨肿瘤为主。近年的研究发现，骨肿瘤的发生率不断增加，特别是转移性骨肿瘤的发生，主要包括前列腺癌骨转移、肺癌骨转移以及乳腺癌骨转移[2]。研究发现，骨肿瘤已成为临床上一种常见疾病，具有高发病率、高转移率以及预后生存率低等特点，容易导致病理性骨折、疼痛以及压迫脊髓，严重影响患者的生活质量、寿命预期以及增加社会医疗资源的负担[3]。

外泌体是一组包含脂质、蛋白质、遗传因子(DNA)和微小RNA (microRNA)等物质的细胞外囊泡，大小约100 nm，其在细胞信号传导、信息交流、耐药性及肿瘤的发生发挥着重要作用[4]。外泌体miRNAs在真核细胞中参与调节细胞增殖、分化、凋亡以及干细胞的自我更新的生物学过程发挥着重要的作用[5]。也有研究发现，在骨肿瘤的发病过程中，骨骼的微环境与癌细胞的转移扩散有密切的相关性，特别是外泌体在其中发挥着至关重要的作用[6]。然而，关于外泌体miRNAs在骨肿瘤发病机制的研究相对较少，特别是对良性肿瘤和交界性肿瘤发病机制的研究。通过对骨肿瘤发病过程中外泌体miRNAs差异性表达的研究，遴选出与骨肿瘤密切相关的miRNAs，深入研究其表达水平与骨肿瘤发生发展的关系，对骨肿瘤的诊治过程具有非常重要的意义。笔者拟对相关外泌体miRNAs的生物学特点和在骨肿瘤(良性骨肿瘤、交界性骨肿瘤以及恶性骨肿瘤)中的作用和潜在的不同机制综述如下，以期为骨肿瘤的研究和诊疗展现新的思路。

一、外泌体microRNAs分子的特点与生物学功能

外泌体是一种多形性的囊泡样小体，几乎所有细胞都可以分泌，主要包括miRNA、LncRNA、mRNA、蛋白质和脂类[7-8]。外泌体内包含的miRNA是一类由内源基因编码的非编码单链RNA分子，大小约19～25个核苷酸分子，经过多重生物学效应，最终生成具有丰富生物学功能且广泛存在于真核生物细胞中成熟miRNA[9-10]。成熟的miRNA在哺乳动物体内通过与3’URT结合调控蛋白质编码基因多达50%以上[11-12]。同时miRNAs大多数都具有高度的保守性、时序性和组织特异性，并在所有的动物细胞中表达，并且在生长发育、器官成形、造血过程、细胞增殖和凋亡以及脂肪代谢等过程起至关重要的调控作用[13-14]。进一步的研究发现，miRNAs不仅具有翻译抑制、影响mRNA稳定性，而且在转录后的基因表达调控过程中发挥着至关重要的作用，参与了多种疾病的发生发展过程，特别是肿瘤和肺部疾病[15]。也有研究发现，细胞外囊泡能够将细胞黏附分子靶向转运至肿瘤相关微环境中，并对肿瘤的增殖、转移和免疫逃逸产生重要作用，特别是对肿瘤转移起到定向运输的作用[16]。所以说，在肿瘤细胞中外泌体的靶向分泌，可以实现肿瘤细胞与周围或远处组织、细胞进行物质交换、信号传导以及信息交流，对肿瘤细胞微环境的产生、远处转移以及耐药性的形成起着至关重要的作用。

二、外泌体microRNAs在骨肿瘤中的作用与发病机制的关系

1.外泌体microRNAs在良性骨肿瘤中的作用与发病机制的关系：

良性骨肿瘤主要包括骨软骨瘤、骨样骨瘤、软骨瘤等，其中临床上最常见的良性骨肿瘤是骨软骨瘤。骨软骨瘤是一种以多发性、外生性骨疣为特征的常染色体显性遗传病，与抑癌基因EXT1和EXT2有密切关系[17]。然而，近年来研究发现，在骨软骨瘤组织中不仅发现了基因突变的EXT1和EXT2，还发现了大量外泌体miRAN的大量异常表达[18]。Zuntini等[19]研究证明，在骨软骨瘤中至少45种miRNAs存在着差异性表达，而且与软骨细胞的正常分化和增殖的分子信号通路存在密切的联系，同时与骨软骨瘤的发病机制密切相关。该项研究为骨软骨瘤的诊断提供了生物学诊断的理论依据和相应的研究方向。同时，Salvatore等[20]在罕见病研究中发现，体液相关的外泌体miRNA表达过程可作为骨软骨瘤的生物学标志物，有利于诊断和预后的判断。笔者通过检索相关文献发现，目前对于外泌体miRNA在骨软骨瘤中的研究仍然较少。因此，对于骨软骨瘤临床早期诊断的生物学研究是目前最为重要的，只有进一步更深入的研究才能对骨软骨瘤做出早期判断，不仅能早期预防干预，还能提供新的诊断手段和治疗方案。

2.外泌体microRNAs在交界性骨肿瘤中的作用与发病机制的关系：

交界性骨肿瘤是指组织形态和生物学行为介于良性与恶性之间的肿瘤，它同时具有良性和恶性肿瘤的一些特征，而骨巨细胞瘤(giant cell tumor of bone，GCTB)是临床上最常见交界性骨肿瘤。GCTB是一种交界性的或行为不确定的肿瘤，主要由大量的增殖性单核细胞以及破骨细胞样多核巨细胞增殖，常常发生于长骨干骺端，尤其是股骨远端和胫骨近端。GCTB具有易复发和移位的倾向，目前的治疗主要依靠瘤内刮除、边缘或广泛切除术以及药物治疗，然而此类肿瘤却非常难被完全治愈，手术治疗容易复发且预后较差。故而，寻找一种能对交界性骨肿瘤进行早期诊断和术后复发具有临床监测意义的生物学标记基因，是目前最为至关重要的，因为只有这样才能对GCTB做出最为准确的早期判断，有利于早期的诊断和治疗。而外泌体miRNAs在GCTB中的研究是当今社会关注的重点，需要更深入的研究以了解GCTB的发病机制和促进更先进的治疗技术发展，有效地治疗骨肿瘤疾病[21]。

近年来，关于外泌体囊泡分泌的成熟miRNA在GCTB中的研究报道相对较少，但也间接表明外泌体miRNA不仅与GCTB存在联系，可能参与了GCTB的发病机制过程[22]。Wu等[23]研究发现，在GCTB基质细胞中基质金属蛋白酶-13 (matrix metalloproteinase-13，MMP-13)是最主要的蛋白酶，与GCTB相关的破骨细胞分化和骨吸收过程中发挥着至关重要的作用，而且进一步的研究发现miRNA-126-5p可通过抑制MMP-13来调节这一过程。Jin等[24]研究发现，在GCTB的肿瘤组织中，miRNA-187-5p和miRNA-1323在肿瘤组织中高表达，通过影响成纤维细胞生长因子受体基质2 (fibroblast growth factor receptor substrate 2，FRS2)共同调控GCTB的生物学功能。Herr等[25]研究发现，肿瘤相关外泌体miRNAs中的miRNA-127-3p和miRNA-376a-3p表达过程中能通过介导COA1、PDIA6强烈诱导GCTB的抑制作用，可作为GCTB诊断和治疗的新靶点。Huang等[26]也报道了Runt相关转录因子2 (runt-associated transcription factor 2，RUNX2)在GCTB的骨质溶解过程中具有关键的调节作用，miRNA-30a可直接靶向RUNX2，从而影响破骨细胞的分化和骨溶解过程。Sang等[27]研究发现，在GCTB中miRNA-16-5p表达明显下调，而破骨细胞明显增加，进一步研究发现miRNA-16-5p能有效抑制破骨细胞生成，故而其可能是GCTB的治疗靶点。Wang等[28]研究证明，在GCTB中miRNA-106b表达下调，过表达后靶向RANKL基因明显抑制破骨细胞的生成和骨溶解，表明miRNA-106b可能是一种骨质溶解的抑制剂，有利于抑制GCTB的进一步发展。综上所述，以上的研究表明miRNA参与了GCTB的病理发生发展过程，可作为该疾病诊断的生物标志物，有利于该疾病的诊断和治疗。

3.外泌体microRNAs在恶性骨肿瘤中的作用与发病机制的关系：

恶性骨肿瘤是指发生在骨或软骨组织的恶性肿瘤性疾病，主要包括骨肉瘤(osteosarcoma，OS)、软骨肉瘤(chondrosarcoma，CHS)及尤文肉瘤(Ewing’s sarcoma，ES)等。根据流行病学调查发现，恶性骨肿瘤占全身恶性肿瘤的很少一部分，并且比恶性软组织肿瘤都少见很多，但是其治疗手段相对单一且预后差，不能有效抑制其转移，其中最常见的OS和ES好发于儿童期，CHS常见于老年期[29-30]。故而，寻找一种对恶性骨肿瘤的早期发现、早期诊断以及早期预判复发具有临床意义的生物学标志物是至关重要的，其不仅有利于恶性骨肿瘤的早期治疗，更有利于提高患者的生存质量。外泌体是一种稳定存在于体液中且不易被细胞吞噬、清除的物质，特别是其包含的miRNAs不仅对肿瘤细胞侵袭、转移以及成骨分化有着重要的调控作用，而且可以作为靶向治疗的载体[31-32]。

(1)外泌体microRNAs与OS：

OS是一种源于间叶组织最常见的恶性骨肿瘤，其特点是肿瘤细胞可直接产生骨样基质，存在多种亚型和继发性OS。OS常常好发于儿童和青少年，以股骨远端、胫骨近端的干骺端最常见。目前对于OS的治疗手段主要以手术切除为主并辅以药物化疗，但是不能有效地阻止肿瘤肺部转移，导致OS患者生存率不高。故而，对OS发病机制的深入研究是目前至关重要的，不仅有利于促进OS早期诊断和早期治疗的进一步发展，而且有利于改良OS的诊疗理念。

越来越多的研究发现，具有多种活性调节因子的外泌体可通过外周血循环、旁分泌或自分泌等生理特点与骨肿瘤的侵袭和转移密切相关[33-34]。Leng等[6]通过对外泌体在体外和体内对OS细胞成骨分化的研究发现，成骨细胞来源的外泌体在体外能有效地抑制OS细胞的增殖并促进其不断矿化，能显著抑制肿瘤生长。而且Jones等[35]证实了外泌体来源的miRNA的生物学特征与OS的发病机制、转移以及诊治过程具有密切的联系。与此同时，Tian等[36]通过研究发现，外泌体与OS发病的病理生理机制密切相关，特别是外泌体miRNAs与OS的研究是目前的研究热点。虽然，越来越多的研究证明了miRNAs参与了OS的发生发展、疾病进展、侵袭转移以及预后等阶段相关[37]，但是miRNAs对OS发生过程中的作用机制仍不是非常明确。Liang等[38]研究发现，在OS的发生发展过程中miRNA-3195表达明显下调，而其靶向基因SRY盒转录因子4 (SRY-box transcription factor 4，SOX4)表达明显上调，进一步实验验证了miRNA-3195可直接与SOX4基因结合并下调其表达水平，调节OS细胞的增殖、迁移、侵袭和凋亡。Chang等[39]在肺转移性OS组织的研究中发现趋化因子配体2 (chemokine ligand 2，CCL2)可以通过抑制miRNA-3659的表达，增强MMP-3的表达水平进而促进OS细胞的迁移和侵袭能力，从而说明miRNA-3659与OS的转移和侵袭有密切的关系。Veys等[40]研究发现，在OS细胞中miRNA-4270可通过靶向调节Bcl-xL的表达，进而抑制肿瘤细胞的活性抑制OS的进一步发展，故而其不仅与肿瘤的发生发展密切相关，而且有希望成为新的治疗靶点。有不少文献报道了miRNA与OS病理生理机制、诊治过程存在密切关系。综上所述，与OS相关的miRNAs多种多样，其差异性表达与OS的发病机制、发生与发展、侵袭与转移、诊断与治疗以及预后等各个阶段都具有密切的相关性。

(2)外泌体microRNAs与CHS：

CHS是一种起源于软骨细胞的恶性骨肿瘤，其发病机制尚不明确，有观点提出可能与染色体异常相关。CHS发病相对缓慢，相比软骨瘤常好发于中老年人群，好发部位以骨盆最为常见，在恶性骨肿瘤中仅次于OS。目前对于CHS的治疗主要以手术切除为主，预后主要与肿瘤的严重程度、手术切除是否彻底密切相关；放化疗均不敏感，是目前治疗过程所面临的主要问题。所以，对于CHS发病机制及其相关的生物学分子机制的研究是目前非常重要的，不仅能够促进CHS的研究进展，而且有利于其早期诊断和早期治疗。与此同时，通过深入学习表观遗传改变对骨软骨瘤的影响，讨论并总结未来治疗可能的潜在候选者，有利于提高其表观遗传学机制的认识和疾病诊疗手段[41]。

近年来，越来越多的研究发现，外泌体miRNAs与CHS发病机制、增殖、侵袭、迁移等密切相关，同时表明了miRNA在CHS的临床诊断和治疗上具有一定的潜力[42]。有学者通过对miRNA-497在调节CHS细胞生长与其相关细胞周期停止中的作用研究发现，miRNA-497是人类CHS中潜在的肿瘤细胞的抑制因子，可通过靶向Cdc25A来调节CHS细胞的生长过程，可能是CHS新的治疗靶点[43]。Deng等[44]研究发现，MMP-7的活性在CHS的转移过程中起着重要的作用，而褪黑素可通过促进miRNA-520f-3p的表达水平来减少MMP-7的合成，进而抑制CHS的发生发展和转移。Li等[45]也报道了miRNA-494在CHS细胞表达明显下调，而上调miRNA-494表达后可以抑制CHS的增殖和侵袭，其直接靶点SOX9下调时软骨细胞瘤的迁移和侵袭受到抑制，进一步说明miRNA-494可能是CHS的治疗靶点和预后的生物标志物。Sun等[46]研究表明，miRNA-181a是一种癌症微小RNA，在CHS中靶向RGS16抑制其过表达，同时增强CXCR4信号传导通路，促进CHS的生长、血管生成以及肺部转移。Jiang等[47]研究发现，miRNA-30a与Runx2的3’-非编码区结合可抑制癌细胞中的Runx2的表达，miRNA-30a表达上调可显著降低CHS细胞的增殖、集落形成和细胞周期的相关蛋白，故而miRNA-30a / Runx2可能在CHS患者的治疗过程中发挥着重要作用，是CHS新的治疗靶点。综上，可以明确miRNA与CHS细胞生长、细胞周期、发生发展、增殖、侵袭、转移等过程相关。然而，关于miRNA与CHS发生发展过程的文献报道相对较少，对于其发病的病理生理机制阐述尚不全面，相关领域的研究深度不足。故而，这些领域尚须进一步探索，特别是预后和全新的药物作用靶点是目前研究的相对空白区域。

(3)外泌体microRNAs与ES：

ES又称尤文氏肉瘤、尤因肉瘤，是一种少见的小圆细胞恶性肿瘤，好发于儿童和青少年，以骨盆、股骨、胫骨和肱骨最为常见。由于ES的恶性程度高和易复发性，其治疗效果和预后较差是目前临床上面临最棘手的问题。ES在治疗上对放疗极为敏感，故而，目前临床上主要采取先放疗，再行手术切除和化疗的综合性治疗方案。虽然，上述综合性治疗方案提高了ES患者的生存率，但相关的生物学标志物，能否促使诊断手段和治疗方案更进一步?尚值得深入研究。

外泌体miRNAs可作为ES诊断和预后的生物学标志物，它参与了ES的细胞增殖、侵袭、血管生成和转移相关过程的分子途径，是ES的治疗靶点[48]。Kawano等[49]报道，在ES细胞中miRNA-152表达受到抑制表达量明显减少，其靶基因细胞周期蛋白依赖性激酶5激活剂1 (cyclin-dependent kinase-5 activator 1，CKD5R1)过度表达；而过表达miRNA-152发现，CKD5R1表达下调，ES细胞增殖受到抑制、肿瘤大小明显变小，故而miRNA-152-CKD5R1信号轴可能是ES发生的关键机制，可作为新的治疗靶点。Qu等[50]研究发现，在ES细胞系中miRNA-146b-5p表达水平的上调或下调，可分别有效地促进或阻断ES细胞的增殖、侵袭和迁移。Zhou等[51]通过研究发现，在ES组织中miRNA-638可通过靶向血管内皮细胞生长因子A (vascular endothelial cell growth factor A，VEGFA)抑制其mRNA和蛋白质的表达，同时抑制了ES细胞的生长和血管的生成，对肿瘤的生长有着抑制作用。与此同时，Lu等[52]也报道了，在ES细胞中miRNA-34b表达水平较高，并抑制抑癌基因Notch1的表达，促进了ES细胞的增殖、迁移和侵袭。综上所述，外泌体miRNAs参与了ES的发生发展过程，这些结果将为未来临床治疗提供新的药物治疗作用靶点，有利于ES的治疗。

三、小结与展望

骨肿瘤的发病机制复杂多样，一般认为可能与基因异变有关，骨质破坏是其主要的病理表现。研究发现，外泌体miRNAs在骨肿瘤细胞的增殖、迁移和侵袭等过程中发挥着举足轻重的作用，其表达水平的改变可能预示骨肿瘤病情的发展或转归。与此同时，监测与骨肿瘤病情变化相关的miRNAs的表达水平变化情况可作为其生物标志物，直接或间接用于骨肿瘤的诊断或治疗。然而，目前对于外泌体miRNAs用作骨肿瘤治疗靶点的研究还局限于发病机制领域研究或体外动物实验研究阶段，临床应用还未取得突破性研究进展。随着科学技术的不断发展，将会有更多外泌体miRNAs被发现，其在骨肿瘤发病机制中的研究将继续深入并不断突破，有利于明确骨肿瘤与miRNAs的关系，研制出对应靶向治疗的新药物，对骨肿瘤疾病的认识和临床治疗具有非常重要的意义。

文章来源:姚琦媛,姚丽,崔琳,等.外泌体来源的miRNAs在骨肿瘤发病机制中的调控作用[J].中国骨与关节杂志,2024,13(11):955-960.