两篇《自然》:肺癌私联神经元!科学家首次发现小细胞肺癌细胞会在脑内与神经元形成突触,借助电信号促进肿瘤生长

2025年09月15日19:22:09 科学 1422

*仅供医学专业人士阅读参考

劫持神经元,这已经是癌细胞的老招数了。

已经有不少研究发现,神经活动是肿瘤生长的重要调节因子。大脑神经元的旁分泌信号能够促进肿瘤生长,而周围神经也会通过神经支配调节多种癌症的进展。

更狡猾的是,癌细胞还能“假扮”身份,与神经元形成突触,用于促进自身生长壮大。

近期,《自然》杂志同期发表了两篇来自斯坦福大学/布莱根妇女医院科研团队和德国多家科研机构团队的论文,两篇论文均以小细胞肺癌(SCLC)为研究对象,首次发现肺癌细胞也能与神经元形成突触,并响应神经元活动电信号,促进SCLC脑转移瘤生长。

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SCLC是一种危险的高级别神经内分泌肿瘤,占所有肺癌的15%。有60%的SCLC病例在诊断时已经转移,且SCLC有明显的脑转移倾向。

SCLC起源于神经内分泌细胞,这些细胞可响应神经系统信号释放激素。SCLC细胞也表现出类似神经元的基因表达特征。研究者们猜测,神经活动,或许也参与了SCLC的进展。

2023年发表于《自然·细胞生物学》的一篇论文中[1],研究者们发现脑内的SCLC细胞形态会发生类似神经元的变化,生长出类似轴突的结构。发表在《自然》上的这两篇论文则直接证实,这并非SCLC对神经元的粗劣模仿,而是真的能够形成有功能的突触,并用于自己的成长。

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第一篇论文来自斯坦福大学/布莱根妇女医院团队[2],这篇论文全面论证了神经活动在SCLC发生发展中的作用。

研究者们首先证实,在原发SCLC的发生中,肺部迷走神经起到了关键作用。切断小鼠颈侧迷走神经可显著减少肺部肿瘤负荷和肝转移 ,延长小鼠生存。不过这种作用仅在SCLC发展早期有效,提示神经支配在肿瘤起始阶段更为关键。

接下来,研究者检查了SCLC在大脑内与神经元的相互作用。

分析9名脑转移SCLC患者的肿瘤样本,研究者发现了广泛的神经元轴突浸润,靠近轴突的SCLC细胞表现出了更高水平的增殖标志物,提示神经元促进脑转移瘤生长。

基因表达分析发现,神经元诱导SCLC细胞丰富的突触基因表达程序,分子特征表明SCLC细胞在脑内发生了神经样重编程,这一现象在其他转移部位并不存在。

电子显微镜下,研究者观察到了实验动物SCLC脑转移组织中存在清晰的突触结构,大约每10个SCLC细胞中有3-5个与神经元形成突触连接,

功能上,谷氨酸能神经元和GABA能神经元可通过突触活动驱动SCLC膜去极化与增殖,与其在发育中神经元中的作用类似。

另一方面,SCLC细胞还能反向增强神经元突触形成和电活动,诱导自身表达类似星形胶质细胞的基因、重塑神经元微环境。研究者认为这或许能够解释SCLC脑转移与癫痫发作之间的临床联系。

有鉴于此,研究者认为神经元-肿瘤突触可作为药物干预靶点。研究者选择的是一种已经广泛用于临床癫痫治疗的药物左乙拉西坦,该药物可干扰突触小泡释放,减少神经元活动。实验中左乙拉西坦能够有效减少SCLC脑转移小鼠的肿瘤负荷、抑制癌细胞增殖。

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第二篇论文[3]的研究思路与方法基本与第一篇论文一致,再次确认SCLC细胞可以形成功能性突触并受神经元信号影响促进肿瘤生长。研究者发现,抑制谷氨酸信号是有潜力的干预思路,DCPG和利鲁唑可显著减少荷瘤小鼠的肿瘤大小、延长生存。化疗联合利鲁唑能够显著提高疗效。

参考资料:

[1]Qu, F., Brough, S.C., Michno, W. et al. Crosstalk between small-cell lung cancer cells and astrocytes mimics brain development to promote brain metastasis. Nat Cell Biol 25, 1506–1519 (2023). https://doi.org/10.1038/s41556-023-01241-6

[2]Savchuk, S., Gentry, K.M., Wang, W. et al. Neuronal activity-dependent mechanisms of small cell lung cancer pathogenesis. Nature (2025). https://doi.org/10.1038/s41586-025-09492-z

[3]Sakthivelu, V., Schmitt, A., Odenthal, F. et al. Functional synapses between neurons and small cell lung cancer. Nature (2025). https://doi.org/10.1038/s41586-025-09434-9

[4]https://med.stanford.edu/news/all-news/2025/09/lung-cancer-brain.html

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本文作者丨代丝雨

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