环境和生活方式暴露对癌症风险有巨大影响，然而这一关联的生物学机制仍然知之甚少。外泌体（EVs）是由所有活细胞主动释放的膜包裹颗粒，它在细胞间通信中发挥关键作用。EVs携带多种生物分子，包括非编码RNA（ncRNA），EV携带的ncRNA调节了与癌症相关的各种生物过程。此外，EV的ncRNA含量可能会响应外部刺激而发生变化。这种变化可能是细胞积极尝试适应不断变化的环境的结果，也可能是细胞稳态丧失的无法控制的后果。在任何情况下，EV ncRNA的这种受环境驱动的改变可能影响恶性细胞与肿瘤微环境之间的复杂相互作用，从而调节癌症的发病和发展风险。
近日，来自意大利米兰大学的研究人员总结了有关环境和生活方式因素（吸烟、空气和水污染、饮食、锻炼和电磁辐射）与癌症之间的EV ncRNAs的调控作用，绘制了EV ncRNA在外部因素与癌症之间作用的全面图景，这有助于开发癌症预防、诊断和治疗的新策略。相关综述性内容以“Effect of environmental exposures on cancer risk: Emerging role of non-coding RNA shuttled by extracellular vesicles”为题在线发表于10月10日环境领域学术期刊 Environment International上。
环境和生活方式对癌症风险有巨大影响，然而这一关联的生物学机制仍然知之甚少。外泌体或细胞外囊泡（EVs）是由所有活细胞主动释放的膜包裹颗粒，它在细胞间通信中发挥关键作用。EVs携带多种生物分子，包括非编码RNA（ncRNA），它们是众所周知的基因表达调节因子。一旦传递到受体细胞，EV携带的ncRNA调节了与癌症相关的各种生物过程，包括细胞增殖、分化和迁移。此外，EV的ncRNA含量可能会响应外部刺激而发生变化。这种变化可能是积极尝试适应不断变化的环境的结果，也可能是细胞稳态丧失的无法控制的后果。在任何情况下，EV ncRNA的这种受环境驱动的改变可能影响恶性细胞与肿瘤微环境之间的复杂相互作用，从而调节癌症的发病和发展风险。
在本综述中，研究人员总结了有关环境和生活方式因素与癌症之间有相关联系的EV ncRNAs的知识。具体而言，研究人员关注了吸烟、空气和水污染、饮食、锻炼和电磁辐射的影响。此外，研究人员进行了生物信息学分析，以研究受环境调控的EV微小RNA靶向的基因的生物学功能。总的来说，研究人员绘制了EV ncRNA在外部因素与癌症之间的整体作用的全面图景，这对于开发癌症预防、诊断和治疗的新策略可能具有极大的价值。
研究人员认为，环境暴露可以通过影响EV的大小、数量和内容来调节细胞间通信，这可能对许多下游生物过程产生影响。特别是，环境引起的EV ncRNA的改变可能会影响涉及肿瘤相关途径的基因表达，这些途径控制细胞增殖和分化、转移形成以及抗癌药物反应性。这种改变被认为可能是对外部信号的适应性响应的一部分，例如作为一种积极尝试来应对有毒物质或警告邻近未受暴露的细胞面临的威胁。然而，也有证据表明，它们可能是细胞稳态丧失的不良后果，因此是由于细胞无法应对外部刺激而发生的。
一方面，吸烟、环境污染和不健康的饮食习惯通常与EV ncRNA的改变相关联，这可能有助于癌症的发展。另一方面，体育锻炼和健康饮食可能通过EV ncRNA介导抗肿瘤作用。然而，就像电离辐射的情况一样，净效应更有可能取决于剂量、时间或环境背景，这使得将这些实验发现转化为坚实的结论变得困难。事实上，一个最重要的局限性是关于暴露剂量存在很高的研究间变异性，这可能解释了独立研究的结论存在一些差异。一些引用的研究也强调了暴露剂量的重要性，显示在定量上不同的处理可能引发不同的与肿瘤相关的效应。这在评估新兴环境污染物（如纳米塑料和其他纳米材料）的影响时可能特别重要，因为它们对人类健康的影响尚未完全阐明，它们对EVs的影响仍然大部分是未知的。
总的来说，目前仍然缺乏模拟真实生活场景的研究，即关注多重暴露因素对EV ncRNA的影响。此外，关于EV ncRNA的调节作用的大部分知识来自体外研究，而在人类或动物模型中进行的研究通常涉及的个体数量很少。需要进行更大规模的基于人群的研究和临床试验，以将环境调控的EV ncRNA的潜力转化为癌症诊断、预后和治疗的应用。
EV ncRNA在环境暴露和癌症之间的作用的更深入理解，也可能成为肿瘤的发生和发展的新风险因素，从而实现靶向外部因素的新预防策略。然而，将EV ncRNA转化为临床应用仍然受到许多技术困难的限制，主要是在EV表征的每个阶段（从前分析步骤到数据解释）缺乏严格的标准化。此外，识别与EV相关的组织特异性决定因子（目前仅适用于少数EV亚群，如神经元来源的EV的L1CAM）可能提供有关EV ncRNA的细胞起源和影响的额外信息，使其比循环无细胞生物标志物更具潜力。
参考文献：Effect of environmental exposures on cancer risk: Emerging role of non-coding RNA shuttled by extracellular vesicles. Environ Int. 2023 Oct 10;181:108255.
