Nature连发三文:癌细胞鱼目混珠伪装成神经细胞促进肿瘤生长
2019/09/25
近日,国际顶级杂志《Nature》连发三篇论文撕下癌细胞的伪装。癌细胞真的是太过于“狡猾”竟然将大脑中的信息暗度陈仓促进自己生长!


近日,国际顶级杂志《Nature》连发三篇论文撕下癌细胞的伪装。癌细胞真的是太过于“狡猾”竟然将大脑中的信息暗度陈仓促进自己生长!


《自然》官网截图

癌细胞劫持神经元形成突触

脑癌中有一种叫做高级神经胶质瘤,罹患高级神经胶质瘤的患者5年生存率仅为5%。它最致命的方面就在于能够扩散污染正常的脑组织,使得肿瘤与脑组织结合在一起,这也是胶质瘤难以治愈的原因。在此之前许多研究都观察到大脑肿瘤的生长与神经元活性异常有关。但是大脑肿瘤具体的生长机制还不清楚,何治疗更是无从谈起。

斯坦福大学医学院的科学家们首次证明:严重的脑癌会整合到大脑神经网络中。新的研究揭示肿瘤细胞会形成突触,劫持健康神经细胞发出的电信号以驱动自身生长。实验表明,用现有的抗癫痫药打断这些信号会大大降低小鼠体内人类肿瘤的癌症生长,这为治疗神经胶质瘤的提供了第一个证据。


神经元(蓝色)被污染

为了解脑癌细胞的生长机制,研究人员首先在新诊断的胶质瘤患者身上提取的数千个癌细胞的基因表达,发现癌细胞强烈地增加了参与形成突触的基因的表达。接着,他们利用电子显微镜技术观察到,神经元和胶质瘤细胞之间存在类似突触的结构。

为了证实这些突触确实连接了健康的神经元和恶性胶质瘤细胞,科学家们将人类胶质瘤细胞植入小鼠大脑。在胶质瘤肿瘤形成后,使用抗体与癌细胞表达的荧光标记结合。研究人员非常清楚地看到了胶质瘤与神经元之间的突触结构


无独有偶!乳腺癌迁移的套路

其实,乳腺癌细胞迁徙到大脑中的过程中也存在“与神经元形成突触”的相同套路。乳腺癌细胞高表达Neuroligin蛋白(一种有助于细胞间粘附的蛋白质),往往促进神经元之间突触结构的形成。这一研究发现表明,与神经胶质瘤细胞类似,乳腺癌细胞也可能利用神经元建立突触连接的标准机制

此外,研究人员还发现,与其他类型的肿瘤相比,乳腺癌细胞中的NMDA受体的表达更高,其中NMDA受体允许钙离子进入细胞,促进癌症的进展。


乳腺癌细胞(蓝色)会与分泌神经递质的神经元(红色)形成突触结构

同时,研究人员还在显微镜技术下观察到:在将人类乳腺癌细胞注射至动物大脑中的小鼠组织样品中发现,乳腺癌细胞会与分泌神经递质的神经元形成突触结构。

揭示脑瘤致命机制,开辟治疗新方法!

科学家们发现神经胶质瘤细胞需要通过AMPA受体来接受神经递质。癌细胞的AMPA受体,与神经细胞的正常AMPA受体,在结构上有着明显不同。

也就是说,阻断神经递质与AMPA受体的结合便有机会能有效提高胶质瘤患者的生存率。其中,研究人员提供的可能性方法包括大幅降低大脑活动(例如在全身麻醉下),药理干预措施,以中断神经递质在AMPA受体上的结合,或使用基因工程技术阻断AMPA受体。此外,一种名为perampanel的癫痫药物已被证实也可以阻止突触接收端神经递质受体的活动。

参考资料:

[1] Brain tumors form synapses with healthy neurons, study finds

[2] Neurons promote growth of brain tumor cells

[3] Dangerous liaisons as tumour cells form synapses with neurons


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