肾细胞癌(RCC)起源于肾小管上皮细胞，是泌尿系统第三大常见肿瘤，约占所有恶性肾肿瘤的90%。肾癌发病隐匿，有超过30%的患者存在肿瘤转移，特别是在骨骼和肺部，在诊断时约占所有病例的15%。因此，确定转移性和晚期RCC的生物标志物和发展预后模型，以增加治疗选择并实现个性化肿瘤的目标尤为重要。
虽然腹部超声是临床上常用的肾癌筛查方法，但其在早期诊断，特别是微小肿瘤灶诊断中的有效性有限。早期筛查或诊断肾癌的有价值的分子标志物尚未报道。鉴定可靠的分子标记物可以显著减少在晚期发现的RCC病例数量。此外，在早期筛查不可行的情况下，预测治疗反应的生物标志物可以促进及时启动辅助治疗。
酪氨酸激酶抑制剂(TKIs)最初被证明是治疗RCC的有效方法。然而，在平均14个月的治疗后，绝大多数患者产生耐药性。RCC对TKI治疗的耐药性也是治疗后复发的主要原因之一[8]。外泌体也是癌症耐药(CDR)传播的重要载体，将耐药介质从供体细胞转移到受体细胞，导致先前对药物敏感的细胞获得CDR表型。一些与癌细胞耐药相关的介质已被发现通过外泌体转移，包括药物外排泵(例如，p-糖蛋白，P-gp;atp结合盒转运体G2, ABCG2等)，miRNA, lncRNA, 以及其他调节因子，如瞬时受体电位阳离子通道亚家族C成员5 (TrpC5)[9]。
Le等[10]发现了一种未表征的lncRNA，即在舒尼替尼耐药的RCC中激活的lncRNA (lncARSR)，该lncRNA在舒尼替尼耐药的RCC中高度表达，并且在功能上是RCC耐药表型所必需的。lncARSR可以通过外泌体从耐药细胞分泌，将舒尼替尼敏感细胞转化为耐药细胞，从而传播耐药性。此外，lncARSR通过竞争性结合miR-34和miR-449促进舒尼替尼耐药，导致AXL受体酪氨酸激酶-受体酪氨酸激酶间质上皮过渡因子(AXL/c-MET)表达上调，激活信号转导和转录激活因子3 (STAT3)、AKT和ERK信号通路。相反，激活的AKT通过抑制转录因子叉头盒、O1亚群(FOXO1)和FOXO3a来促进lncARSR的表达，在舒尼替尼耐药肾癌细胞中形成正反馈回路[10]。替匹法尼阻断舒尼替尼敏感细胞和舒尼替尼耐药细胞外泌体的产生和分泌，并通过抑制转运所需的内体分选复合物(ESCRT)依赖和非ESCRT依赖的外泌体-内泌体分选复合物下调PD-L1的表达[11]。癌细胞经常减少DNA修复途径，增加驱动突变的内源性突变源(ESM)，因此往往更依赖于DNA修复途径的下游分子在DNA损伤中存活。靶向关键的DNA修复成员，如聚(adp-核糖)聚合酶(PARPs)是一种治疗癌症的策略[12]。小分子化合物对PARP的抑制破坏了癌细胞在持续DNA损伤中存活的能力，导致细胞周期阻滞和/或细胞死亡，然而，PARP抑制剂(PARP抑制剂)未能显著地使患者受益，这表明需要开发新的策略。外泌体成分1 (EXOSC1)使RCC细胞对PARP抑制剂敏感，提示PARP抑制可能是治疗高EXOSC1的KIRC RCC患者的有效策略。EXOSC1与RCC患者较差的无进展生存期(PFS)和总生存期(OS)相关，提示了其在RCC发病机制中潜在的病理意义[13]。
除了简单地影响肿瘤细胞外，外泌体还影响肿瘤的免疫微环境（tomor microenvironment, TME）(图1)。肿瘤浸润性巨噬细胞表现出两种不同的极化状态，称为M1和M2。ccRCC衍生的外泌体携带大量lncARSR, lncARSR与局部巨噬细胞相互作用，激活巨噬细胞STAT3通路，使巨噬细胞从M0/1向M2转化，这种极化状态导致巨噬细胞分泌大量抗炎因子(如IL-10、TGF-β1等)，创造更适合肿瘤转移和转移前病变形成的局部微环境[14]。除了肿瘤细胞源性外泌体调节肿瘤微环境中的免疫细胞外，免疫细胞还分泌外泌体作用于肿瘤细胞。肿瘤相关巨噬细胞来源的外泌体负载miR-193a-5p通过特异性海绵化TIMP2的3'非翻译区(3'UTR)抑制TIMP金属肽酶抑制剂2 (TIMP2)的转录，从而促进ccRCC血管生成模拟和免疫入侵[15]。此外，RCC来源的外泌体circSAFB2通过miR-620/JAK1/STAT3轴介导m2 -巨噬细胞极化，从而促进ccRCC免疫逃逸和转移[16]。LncRNA AP000439.2在ccRCC-exo中高度富集。ccRCC-exo显著激活巨噬细胞向M2型表型的转化，导致巨噬细胞中转化生长因子-β (TGF-β)和白细胞介素-10 (IL-10)的表达水平升高，进而促进ccRCC细胞的迁移，提示外泌体AP000439.2可能是ccRCC33新的治疗靶点。在TME中，除了肿瘤细胞来源的外泌体可以作用于和调节免疫细胞外，TME中的其他细胞成分也可以分泌外泌体来调节肿瘤细胞。癌症相关成纤维细胞(CAFs)衍生的外泌体可以顺利进入癌细胞并被癌细胞内化。癌细胞与CAF来源的外泌体共培养后，细胞增殖、迁移和侵袭能力显著增强，细胞凋亡减少。此外，癌细胞中EMT通路中纤维连接蛋白、基质金属蛋白酶(MMP9)、MMP2以及N-Cadherin和Vimentin的表达升高，而E-Cadherin的表达降低，S期细胞比例增加，证明CAF来源的外泌体能够促进RCC[17]的进展。此外，CAFs分泌的外泌体中的miR-224-5p可以进入ccRCC细胞，调节ccRCC细胞的增殖、迁移、侵袭和凋亡，进而促进ccRCC细胞的恶性行为，提示miR-224-5p有可能作为ccRCC[18]的治疗靶点。此外，CAFs的富集与肿瘤干性和RCC进展呈正相关，CAFs传递的外泌体miR-181d-5p直接靶向RNF43，激活Wnt/β-catenin信号通路，从而增强肿瘤干性，介导肾细胞癌进展[15]。
外泌体可以通过细胞间通讯激活信号通路，促进癌细胞增殖。此外，外泌体还参与促进肿瘤细胞上皮-间质转化、增殖、血管生成和细胞外基质重塑。外泌体还通过多种机制促进肿瘤耐药。此外，外泌体帮助癌细胞逃避免疫监视并产生免疫耐受以逃避免疫系统的攻击。外泌体在肿瘤发生、转移和耐药中的作用表明，可以根据外泌体的特性，开发出一些新的癌症分子标记物，使其有助于RCC的早期检出和治疗。新一代测序技术的出现，有助于发现新的、更全面的、侵入性更小的生物标志物，以实现癌症的精准治疗。微创检测，通常被称为“液体活检”(图2)，通常包括对循环肿瘤细胞、循环肿瘤DNA和肿瘤来源的外泌体进行分析，以获取肿瘤基因组特征，以便给出更精确的诊断[19]
[1]RAIMONDO S, SAIEVA L, CORRADO C, et al. Chronic myeloid leukemia-derived exosomes promote tumor growth through an autocrine mechanism [J]. Cell Commun Signal, 2015, 13: 8.
[2] BARONI S, ROMERO-CORDOBA S, PLANTAMURA I, et al. Exosome-mediated delivery of miR-9 induces cancer-associated fibroblast-like properties in human breast fibroblasts [J]. Cell Death & Disease, 2016, 7(7): e2312-e.
[3] WANG L, YANG G, ZHAO D, et al. CD103-positive CSC exosome promotes EMT of clear cell renal cell carcinoma: role of remote MiR-19b-3p [J]. Mol Cancer, 2019, 18(1): 86.
[4] STåHL A L, JOHANSSON K, MOSSBERG M, et al. Exosomes and microvesicles in normal physiology, pathophysiology, and renal diseases [J]. Pediatr Nephrol, 2019, 34(1): 11-30.
[5] LI X, CORBETT A L, TAATIZADEH E, et al. Challenges and opportunities in exosome research-Perspectives from biology, engineering, and cancer therapy [J]. APL Bioeng, 2019, 3(1): 011503.
[6] HU G, MA J, ZHANG J, et al. Hypoxia-induced lncHILAR promotes renal cancer metastasis via ceRNA for the miR-613/206/ 1-1-3p/Jagged-1/Notch/CXCR4 signaling pathway [J]. Mol Ther, 2021, 29(10): 2979-94.
[7] LI Y L, WU L W, ZENG L H, et al. ApoC1 promotes the metastasis of clear cell renal cell carcinoma via activation of STAT3 [J]. Oncogene, 2020, 39(39): 6203-17.
[8] SHARMA R, KADIFE E, MYERS M, et al. Determinants of resistance to VEGF-TKI and immune checkpoint inhibitors in metastatic renal cell carcinoma [J]. J Exp Clin Cancer Res, 2021, 40(1): 186.
[9] SOUSA D, LIMA R T, VASCONCELOS M H. Intercellular Transfer of Cancer Drug Resistance Traits by Extracellular Vesicles [J]. Trends in Molecular Medicine, 2015, 21(10): 595-608.
[10] QU L, DING J, CHEN C, et al. Exosome-Transmitted lncARSR Promotes Sunitinib Resistance in Renal Cancer by Acting as a Competing Endogenous RNA [J]. Cancer Cell, 2016, 29(5): 653-68.
[11] GREENBERG J W, KIM H, AHN M, et al. Combination of Tipifarnib and Sunitinib Overcomes Renal Cell Carcinoma Resistance to Tyrosine Kinase Inhibitors via Tumor-Derived Exosome and T Cell Modulation [J]. Cancers (Basel), 2022, 14(4).
[12] TUBBS A, NUSSENZWEIG A. Endogenous DNA Damage as a Source of Genomic Instability in Cancer [J]. Cell, 2017, 168(4): 644-56.
[13] LIU Q, XIAO Q, SUN Z, et al. Exosome component 1 cleaves single-stranded DNA and sensitizes human kidney renal clear cell carcinoma cells to poly(ADP-ribose) polymerase inhibitor [J]. Elife, 2021, 10.
[14] ZHANG W, ZHENG X, YU Y, et al. Renal cell carcinoma-derived exosomes deliver lncARSR to induce macrophage polarization and promote tumor progression via STAT3 pathway [J]. Int J Biol Sci, 2022, 18(8): 3209-22.
[15] LIU Q, ZHAO E, GENG B, et al. Tumor-associated macrophage-derived exosomes transmitting miR-193a-5p promote the progression of renal cell carcinoma via TIMP2-dependent vasculogenic mimicry [J]. Cell Death Dis, 2022, 13(4): 382.
[16] HUANG X, WANG J, GUAN J, et al. Exosomal Circsafb2 Reshaping Tumor Environment to Promote Renal Cell Carcinoma Progression by Mediating M2 Macrophage Polarization [J]. Front Oncol, 2022, 12: 808888.
[17] FU W, ZHAO H, LIU Y, et al. Exosomes Derived from Cancer-Associated Fibroblasts Regulate Cell Progression in Clear-Cell Renal-Cell Carcinoma [J]. Nephron, 2022, 146(4): 383-92.
[18] LIU Y, FU W, CAO X, et al. Delivery of miR-224-5p by Exosomes from Cancer-Associated Fibroblasts Potentiates Progression of Clear Cell Renal Cell Carcinoma [J]. Comput Math Methods Med, 2021, 2021: 5517747.
[19]PERAKIS S, SPEICHER M R. Emerging concepts in liquid biopsies [J]. BMC Med, 2017, 15(1): 75.
