▎药明康德内容团队编辑
我们知道,癌细胞为了疯狂扩张,会刺激机体搭建新的血管,以便源源不断地攫取营养。然而癌细胞的阴险花招太多了。近几年,科学家们惊讶地发现,除了入侵血管系统外,不择手段的癌细胞还会劫持身体的另一套网络——神经。
日前,顶尖学术期刊《自然》发表的一篇论文中,斯坦福大学医学院的科学家们在恶性脑瘤中发现,肿瘤不仅可以整合到大脑的神经网络中,癌细胞还会劫持大脑可塑性所需的信号,促进自己的生长。
这类脑瘤属于高级别胶质瘤(high-grade gliomas),包括主要影响儿童的弥漫性内生型脑桥胶质瘤(DIPG),多见于成人的胶质母细胞瘤等。它们的共同点都是进展快、致死率高。尽管过去30年很多种类的癌症迎来了革命性的疗法,但这类恶性肿瘤的生存率始终没有显著改善。
而在新研究中,科学家们见招拆招,指出可以用已有的药物打断癌细胞与神经细胞之间的信号。临床前实验的初步结果表明,这种策略可显著抑制肿瘤生长,为致命胶质瘤的新疗法提供了充满希望的证据。
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论文通讯作者Michelle Monje教授多年来致力于神经胶质瘤的研究和治疗。2019年,她领导的研究团队发现,胶质瘤细胞与神经细胞之间形成了类似突触的结构。突触是神经系统特有的一种接连结构,作为信号传递分子的蛋白质穿过细胞间隙,使两个神经细胞通过突触进行电化学交流。然而胶质瘤里,几乎有半数的癌细胞可以伪装成神经细胞,与健康的神经细胞形成突触,并获取后者分泌的信号传递分子。
脑源性神经营养因子(BDNF)就是其中一种被胶质瘤癌细胞“窃取”的蛋白质。这种分子可以调节神经细胞的生长发育,加强神经细胞之间的突触连接,对于大脑在学习过程中灵活地建立神经环路非常重要,是实现大脑可塑性不可或缺的信号。
而新研究发现,癌细胞也会和健康神经细胞一样使用BDNF。它们也通过特定的受体TrkB接收神经元的BDNF信号,然后在细胞内引发一系列反应,帮助胶质瘤形成数量更多、强度更强的“恶性突触”。
更恐怖的是,研究人员通过电生理记录发现,如果加强激活癌细胞内由BDNF启动的分子通路,癌细胞也会以更强的电流做出反应,这种动态响应让胶质瘤生长加速。换句话说,肿瘤在利用大脑学习时用到的机制帮助自己疯狂生长、扩张。
▲胶质瘤癌细胞形成的“恶性突触”与真正的神经突触一样具有可塑性(图片来源:参考资料[1])
尽管肿瘤的伪装和生长策略阴险可怕,但研究团队却从中发现了击破肿瘤的潜在机会,而且有望利用现成的药物。一种是通过Trk抑制剂阻断癌细胞的BDNF-TrkB信号转导。在临床前实验中,研究人员将来源于DIPG患者的肿瘤细胞移植到小鼠体内,然后使用了为治疗其他类型癌症而开发的Trk抑制剂,观察了肿瘤生长减缓。
另一种潜在策略就是利用调节神经活性的药物,例如某些类型的止痛药、抗癫痫药等。研究人员提到,原本用于治疗神经系统疾病的药物与免疫疗法相结合,或许可以开发出新的有效疗法,最终打败致命脑瘤。