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3.9 知识分子 The Intellectual 跟踪前沿进展，掌握最新动态 一手掌握一周重大科技新闻 撰文 | 姚湧  小学森  庐州月 责编 | 既来知   ●                   　●                   　● 1 孕期这种饮食模式可能引发自闭症 图片来源：pixabay.com 孕妇的营养均衡对于后代的健康至关重要。3月3日，哥本哈根大学食品科学系Morten Arendt Rasmussen团队在《自然·代谢》杂志发表论文称，怀孕期间的西方饮食模式（高热量、高饱和脂肪、高蛋白质、低膳食纤维）与儿童神经发育障碍有关。该团队分析了丹麦COPSAC2010队列（508名参与者）中怀孕24周时自我报告的母亲饮食模式和后代10岁时临床评估的神经发育障碍之间的关联。结果显示，孕期西方饮食模式与后代注意力缺陷多动障碍（ADHD）和自闭症有显著关联。研究人员还通过自我报告的饮食模式、母体血液代谢组学和胎儿血液代谢组学分析在三个大型、独立的母婴队列中验证了ADHD关联的结论。代谢组学分析确定了15种提升后代ADHD预测准确性的妊娠期代谢物。这些发现强调了有针对性的产前饮食干预来预防后代神经发育障碍的潜在价值。 ►文章链接： https://www-nature-com.libproxy1.nus.edu.sg/articles/s42255-025-01230-z#Sec12   2 大脑如何决定坚持还是放弃？ 图片来源：pixabay.com “坚持原来的思路”、“选择另一种方法”，还是“放弃不干了”？这是我们在生活中经常遇到的决策场景。那么，大脑是通过何种机制指示我们做出最后决定的呢？近日，英国伦敦大学学院塞恩斯伯里-威康中心（Sainsbury-Wellcome Centre）Sonja B. Hofer团队发现，大脑中缝核（MRN）对动物行为策略的灵活切换至关重要。通过一系列光遗传学与神经跟踪实验，研究人员发现，MRN中的GABA能（γ-氨基丁酸表达）、谷氨酸能（VGluT2+）和5-羟色胺能神经元——具有互补功能，分别调节动物的“毅力坚持”、“探索新路”和“放弃躺平”。抑制MRN部位的GABA能神经元（例如，通过下丘脑外侧的抑制性信号输入向MRN传递强烈的激进信息），可导致动物“坚持”行为。相比之下，激活MRN中的VGluT2+神经元能促进动物探索新方式的行为；来自外侧缰核的信号抑制5-羟色胺能MRN神经元会导致小鼠“放弃躺平”。这条神经回路可能在抑郁症或强迫症等主要精神疾病的发病过程中起重要作用。 ►文章链接： https://www-nature-com.libproxy1.nus.edu.sg/articles/s41586-025-08672-1 3 是什么导致了严重肥胖？ 图片来源：pixabay.com 近些年来，多基因介导的遗传性重度肥胖（体重指数[BMI]≥40kg/m2）病例有所增加，特别是在西班牙裔/拉丁裔人群中，但我们对其潜在的机制途径知之甚少。近日，美国范德比尔特大学遗传医学部Jennifer E. Below团队通过全血多组学分析，鉴定出美国卡梅伦县西班牙裔队列中墨西哥裔美国人严重肥胖中差异调节的基因。研究人员总共发现有124个基因在重度肥胖病例（BMI≥40kg/m2）和对照组（BMI<25kg/m2）之间表达差异显著，其中包括IL4R、ZNF438和LILRA5等三个重要的炎症基因。研究人员还发现，这些基因的遗传调控与大型生物库志愿者数据中的几个疾病特征有关，包括骨折、阻塞性睡眠呼吸暂停和醛固酮增多症，揭示了其潜在的风险机制。详细数据于3月4日发表在《细胞·基因组学》（Cell Genomics）杂志。 ►文章链接： https://doi-org.libproxy1.nus.edu.sg/10.1016/j.xgen.2025.100784 4 婴幼儿被轮状病毒感染后为何要拉肚子？ 图片来源：pixabay.com 腹泻是由肠道感染引起的急性胃肠炎的主要症状，也是婴幼儿死亡的主要原因。轮状病毒、致病性大肠杆菌、志贺菌和隐孢子虫是小儿腹泻的四大致病病原。然而，宿主反应在腹泻发病机制中的作用尚不清楚。近日，美国圣路易斯华盛顿大学医学院Siyuan Ding团队以轮状病毒和新生小鼠为模型，发现口服接种紫外线灭活的轮状病毒通过强烈激活细胞质双链RNA传感通路和III型干扰素（IFN-λ）分泌，持续诱导动物水样腹泻，缺乏IFN-λ受体的小鼠腹泻明显减少。从机制上讲，IFN-λ信号传导下调了氯化物和碳酸氢盐交换蛋白Dra的表达，降低了动物肠道对水分的吸收。该团队在接种呼肠孤病毒的小鼠以及人肠道类器官和人活检样本中证实了这些发现。该研究揭示了宿主胃肠道先天免疫应答快速诱导腹泻的机制，并表明腹泻是一种主动的宿主防御策略，有助于消除病原体。 ►文章链接： https://doi-org.libproxy1.nus.edu.sg/10.1016/j.chom.2025.02.005 5 睡眠不足是青少年心理问题的最大风险因素 图片来源：pixabay.com 青少年心理健康当今社会最受关注的问题之一。近日，杜克大学医学院Elliot D. Hill团队使用来自青少年大脑和认知发展研究中11000多名儿童的心理社会问卷结果和神经影像学测量数据对神经网络模型进行了训练，以此对精神病理学风险进行分层分析。受训后的模型能准确地预测哪些参与者将在次年出现最高精神疾病风险。值得注意的是，与不快乐的童年经历和家庭心理健康史相比，睡眠障碍成为高危状态的最有影响力的预测因素。神经影像学测量数据的加入并没有提高该模型的预测性能。该研究表明，通过现有的心理社会问卷结果训练的人工智能模型可以有效地预测青少年未来的精神风险。相关论文于3月5日发表在《自然·医学》杂志。 ►文章链接： https://www-nature-com.libproxy1.nus.edu.sg/articles/s41591-025-03560-7   6 阿司匹林预防肿瘤转移的机制 图片来源：pixabay.com 据统计，全球90%的癌症患者死亡是由癌细胞扩散转移引起的。脱离了肿瘤内的免疫抑制微环境后，转移中的癌细胞特别容易受到免疫攻击。近日，剑桥大学病理系Rahul Roychoudhuri团队发现，包括阿司匹林在内的环氧化酶1（COX-1）抑制剂通过释放受血小板源性血栓素A2（TXA2）抑制的T细胞，增强了机体对癌症转移的免疫力。TXA2作用于T细胞，触发依赖于鸟嘌呤交换因子ARHGEF1的免疫抑制途径，抑制T细胞受体驱动的激酶信号传导、增殖和效应细胞功能。将小鼠T细胞的Arhgef1敲除会提升转移部位的T细胞活化，引发免疫介导的肺和肝转移排斥反应。因此，使用阿司匹林、选择性COX-1抑制剂或血小板特异性COX-1缺失来限制TXA2水平，可以降低癌细胞的转移率。该研究为阿司匹林的抗肿瘤转移活性提供了机制上的见解，并为更有效的抗转移免疫疗法铺平了道路。相关论文于3月5日发表在《自然》（Nature）杂志。 ►文章链接： https://doi-org.libproxy1.nus.edu.sg/10.1038/s41586-025-08626-7   亲爱的读者们，不星标《知识分子》公众号，会错过每日科学新知！星标《知识分子》，紧跟前沿科学，一起探索科学的奥秘吧！   请戳上图卡片添加星标 关注《知识分子》视频号 get更多有趣、有料的科普内容 END

1.摘要 肿瘤发生的多步骤过程背后的机制可以归结为一个逻辑框架，其中涉及获得功能能力，即所谓的癌症标志，这些能力通常被认为是恶性肿瘤发生所必需的。这些能力不仅在转化的癌细胞中体现，也在构成肿瘤微环境（TME）的异质性辅助细胞中表现出来，并且通过癌性表型的某些异常特征传递。 本文讨论了神经系统与癌症标志能力诱导之间的联系，揭示了神经元和神经投射（轴突）作为TME中诱导癌症标志的成分。我们还讨论了癌细胞中异常激活的自分泌和旁分泌神经调控回路，这些回路可能构成一种独特的“促进性”特征，有助于标志功能的表现及随之而来的癌症致病过程。 2.引言 癌症标志构成了一个理论框架，这一框架在解释癌症的复杂性及其基础机制方面具有持久的实用性。该理论的核心包含八种获得的功能能力，即癌症标志，以及两种“促进性特征”，即肿瘤状态的异常特征，它们有助于获得上述癌症标志能力。这些核心标志能力包括：持续增殖信号；逃避生长抑制；抵抗细胞死亡；促进复制性不朽；诱导或获取血管化；激活侵袭和转移；紊乱细胞代谢；以及避免免疫破坏。 肿瘤状态的两种经验证的异常特征，这些特征各自有助于癌症标志能力的获取，分别是：（1）癌细胞的基因组不稳定性和突变；（2）肿瘤促进性炎症，主要由固有免疫系统的细胞引起。这些十项参数的纳入标准是，它们能够广泛适用于各类人类癌症类型及亚型，而不仅限于某一或少数几种类型。尽管核心概念依然有效，但有越来越多的证据表明，其他一些可能具有普适性的参数同样重要，并且不易被归类为这十项核心癌症标志参数的特定范围内。最近，提出了几个暂定性参数，以激发辩论、讨论和实验阐述，包括：表型可塑性、非突变性表观遗传重编程、多态性微生物群和肿瘤微环境（TME）中的衰老细胞。另外一个在生物医学领域令人兴奋的前沿尚未被提及，那就是神经系统与癌症的交汇。越来越多的实验证据正在支持这一联系及其多个方面，涵盖了从肿瘤对神经系统功能的全身性影响（例如，恶病质、认知障碍、睡眠紊乱），到肿瘤对组织神经支配的局部重塑，再到神经系统对肿瘤表型的调节作用——这些话题已被广泛综述。然而，癌症神经科学相关视角中尚未集中讨论的一个重要领域是，神经系统与发展中的癌症在细胞和分子水平的相互连接，如何促进癌症标志能力的获取，这正是本文讨论的主题。 3.神经元和神经支配对癌症标志能力获取的影响 神经系统广泛分布于全身，不仅使运动和感觉等功能得以实现，还通过支配组织干细胞巢来调节多种器官和组织的发育、稳态和再生。因此，神经系统调节癌症表型并不令人惊讶，尤其是通过神经机制的共选用，这些机制在健康组织中的作用与在肿瘤中的作用相似。在此，我们将讨论几个例子，说明神经支配如何影响各种癌症标志能力的获取，具体内容如图1所示。 图1 神经元及其轴突投射在肿瘤的异种细胞微环境中作为一种常见且功能性支持的组成部分 外周神经支配包括三种主要亚型：运动神经、感觉神经和自主神经（包括交感神经和副交感神经）。神经支配（远程神经元的轴突投射，橙色/黄色）与癌细胞之间的信号传导促进了多个癌症标志性特征的形成，同时癌细胞对神经系统的互相作用导致神经形态和功能的重塑，这不仅加剧了癌症的神经系统并发症，还放大了神经元对癌症病理生理学的影响。 3.1 神经元活动促进增殖信号 在某些中枢神经系统肿瘤（如胶质母细胞瘤、弥漫性内在桥脑胶质瘤和视路胶质瘤）中，谷氨酸能神经元活动通过旁分泌生长因子（由神经元及其他基质细胞在神经元活动依赖性方式下释放）驱动增殖信号。研究表明，通过光遗传学刺激神经元活动，在患者衍生的高等级胶质瘤模型或神经纤维瘤病1型（NF1）相关低等级视路胶质瘤的基因工程小鼠模型中，神经元活动能显著促进癌细胞增殖和肿瘤生长。神经元与胶质瘤细胞共培养时，癌细胞增殖显著增加，这一现象部分可以通过旁分泌因子的作用来解释：将培养的胶质瘤细胞暴露于来自皮层外植体或视网膜和视神经外植体的条件培养基中，会通过活动调节的促分裂性旁分泌因子（如神经营养因子脑源性神经营养因子（BDNF）和突触后黏附蛋白--神经联蛋白-3（NLGN3））促进胶质瘤细胞增殖。NLGN3 从神经元和少突胶质前体细胞（脑基质细胞）的细胞表面以活动调节的方式脱落，从而刺激PI3K-mTOR及其他致癌信号通路，促进胶质瘤细胞的增殖。在肿瘤微环境（TME）中，NLGN3的暴露也刺激胶质瘤细胞本身NLGN3的表达和脱落，从而通过自分泌和旁分泌机制促进致癌信号的传导。除了在胶质瘤中的作用外，NLGN3还与神经母细胞瘤的自分泌生长刺激相关，部分通过刺激PI3K-mTOR通路实现。 神经元活动对胶质瘤增殖和生长的影响十分显著，这促使研究者探索除了神经元活动调节的旁分泌生长因子之外的其他机制，结果发现，在儿童和成人胶质瘤中，谷氨酸能神经元与胶质瘤细胞之间通过钙渗透性AMPA受体实现功能性突触信号传递，进而在癌细胞中产生去极化电流。这一真正的突触通信调控胶质瘤细胞的增殖和生长，实验中通过基因阻断（在胶质瘤细胞中表达AMPA受体的GluA2亚单位的显性负性版本）或通过药理学阻断AMPA受体（在神经元-胶质瘤共培养和体内模型中）均能证明这一点。在上述的桥脑胶质瘤中，已发现第二种神经元-胶质瘤突触类型，涉及GABA能中间神经元和表达GABAA受体的弥漫性中线胶质瘤细胞。由于胶质瘤细胞内的氯离子浓度较高，GABA能突触导致膜去极化而非超极化。这种突触信号所引起的电化学电流是促进增殖机制的关键：仅膜去极化就足以促进胶质瘤细胞的增殖。这一机制展示了一种基本的神经形式的信号传递，它促进了癌症关键标志——增殖信号的获取。神经元活动调节的胶质瘤生长的旁分泌和突触机制是相互关联的——除了作为促分裂因子外，BDNF和NLGN3还促进神经元到胶质瘤的突触生成。此外，这种电化学信号传递并不限于原发性脑肿瘤。正如下面将详细讨论的那样，乳腺癌脑转移通过模拟星形胶质胶质细胞，在伪三分突触中激活谷氨酸能NMDA受体信号传递，从而促进乳腺癌细胞在脑部的转移生长。 因此，大脑肿瘤微环境中的神经元活动通过旁分泌信号传递机制激活致癌通路（如PI3K-mTOR通路）以及通过神经元-癌细胞突触信号传递（一种典型的神经机制），促进了持续增殖信号这一癌症标志的获得。 神经系统与中枢神经系统以外的癌症的相互作用也促进了增殖信号的获取。例如，在NF1突变型神经纤维瘤中，这些肿瘤源自外周神经胶质细胞（称为施旺细胞），相邻的感觉神经通过活动调节分泌I型胶原链（COL1A2），促进了NF1-/-施旺细胞的增殖，COL1A2作为旁分泌促分裂因子作用于施旺细胞。在另一个例子中，如下文所述，副交感神经通过胆碱能信号传递激活WNT信号通路，驱动胃肠癌细胞的增殖和生长；还有许多其他例子，涉及各种神经类型通过神经递质和神经源性生长因子的释放维持肿瘤微环境中的癌细胞增殖信号。 3.2 神经活动传递抗细胞死亡信号 保罗·弗雷内特（Paul Frenette）实验室的开创性研究表明，交感神经通过β2和β3肾上腺素受体在前列腺基质细胞上的表达，促进了前列腺癌的肿瘤发生。在异种移植模型中，前列腺的交感神经切除或Adrb2和Adrb3基因（编码β2和β3肾上腺素受体）的基因敲除显著抑制了前列腺癌的进展。化学交感神经切除前列腺的效应包括异种移植的前列腺癌细胞在移植部位的 engraftment 受阻，以及正常前列腺上皮细胞的凋亡增加，这一现象突显了交感神经支配在前列腺中的普遍营养作用。通过删除Adrb2、Adrb3或两者基因的小鼠显示，在缺失单一β-肾上腺素受体时，异种移植肿瘤的发育被延迟，而在缺失β2和β3肾上腺素受体的情况下，肿瘤的移植受到显著抑制。类似地，在Myc驱动的前列腺癌基因工程小鼠模型（GEMM）中，化学或外科交感神经切除显著减少了肿瘤发生。在交感神经切除的小鼠前列腺上皮内瘤变区，观察到凋亡上皮细胞的数量增加，这表明，前列腺的交感神经支配促进了癌细胞逃避细胞死亡这一癌症标志，从而促进了肿瘤的扩展性生长。 在中枢神经系统中，神经元活动也能调节肿瘤的启动和维持。在上述的NF1相关视路胶质瘤基因工程小鼠模型中，该模型表现为低级别胶质瘤在视神经和视交叉处形成。在这一模型中，通过减少视觉刺激（将小鼠置于完全黑暗环境中）来调节视神经活动，在预期肿瘤发生的时刻之前进行调控，完全防止了肿瘤的形成。相比之下，正常视觉刺激下饲养的对照小鼠100%都发展成肿瘤。这一肿瘤发生的阻断效果持续存在，即便在肿瘤易感的关键时间窗口后，重新引入正常视觉体验，依然能够阻止肿瘤发生。NLGN3作为一种神经元活动调节的生长因子，在视神经及其他胶质瘤中发挥重要作用，正如上文所述，NLGN3显然在视神经调控的肿瘤发生中起着关键作用，因为NLGN3的基因敲除在该模型中表现出与黑暗环境饲养相同的肿瘤启动效果。重要的是，通过限制视觉体验（即黑暗饲养）减少视神经活动，即使在肿瘤启动的时间窗口之后，也显著减少了晚期时间点可见的肿瘤数量，这突出了视神经活动在肿瘤维持中的作用。因此，在正常视觉体验下，这一视神经胶质瘤小鼠模型通常在9周龄时开始发展肿瘤，而在12周龄后，减少视神经活动的肿瘤小鼠在16周龄时显示出明显减少的肿瘤数量和大小。这一发现只能通过肿瘤消退来解释，进而将视神经活动与肿瘤维持联系起来，体现了抗细胞死亡这一癌症标志。进一步的研究将需要揭示在回归肿瘤中的程序性细胞死亡形式。 综上所述，这些研究展示了神经支配在多个肿瘤类型中传递抗细胞死亡这一癌症标志的重要作用。一个有趣的未来研究方向是，探索这种破坏神经贡献对肿瘤维持的影响是否有可能与细胞毒性及其他抗癌疗法产生协同效应。 3.3 神经活动刺激肿瘤侵袭与转移 上述的前列腺癌研究进一步表明，虽然交感神经支配促进了肿瘤生长，但副交感神经的胆碱能支配通过muscarinic受体（Chrm1）在前列腺基质细胞中的表达，调控了肿瘤的侵袭和转移。胆碱能激动剂增加了前列腺癌细胞的增殖以及向盆腔引流淋巴结的转移扩散，而胆碱能拮抗剂则减少了在小鼠模型中的淋巴结传播。因此，通过药理学或基因学方式阻断前列腺肿瘤微环境（TME）中的muscarinic信号传递，明显减少了肿瘤细胞的增殖、侵袭及远处转移，这一结果展示了副交感神经支配在肿瘤侵袭和转移标志中的作用，同时也进一步维持了肿瘤的增殖性生长。 另一个长期被认知的联系是神经周围侵袭（PNI），这种现象在胰腺、前列腺（以及某些其他）肿瘤中十分明显，癌细胞沿着神经侵入邻近组织。尽管PNI通常被认为是癌细胞侵袭组织时的最小阻力路径，而非通过降解细胞外基质和组织结构，但现在有证据表明，PNI可能通过组织神经支配与癌细胞之间的相互作用被积极促进。一个有远见的例子涉及施旺细胞，这是外周神经的胶质支持细胞，在胰腺导管腺癌（PDAC）中发挥作用。PDAC癌细胞重新编程近端施旺细胞，使其变成“肿瘤激活”状态，这一过程涉及旁分泌诱导的c-Jun/AP-1转录网络，与施旺细胞在神经损伤修复过程中观察到的现象相似。重新编程状态有两个表现：首先，施旺细胞组装成微通道（“轨道”），这些轨道包裹并刺激癌细胞沿着由PDAC癌细胞引起的异常神经支配路径的运动性；其次，激活的施旺细胞分泌趋化因子CCL2，该因子招募炎症单核细胞，这些细胞分化为表达细胞外蛋白酶的巨噬细胞（如半胱天冬酶B）。这些巨噬细胞及其产生的蛋白酶在刺激神经周围侵袭过程中发挥功能性作用。尽管这一现象尚未被普遍化，但这些在PDAC中的研究功能性地表明，神经系统在这一临床相关的侵袭表型中起着重要作用。 最后，考虑到中枢神经系统癌症的一个例子，前述的谷氨酸能神经元-胶质瘤突触在胶质母细胞瘤的侵袭中也起着重要作用。通过AMPA受体介导的突触输入，肿瘤边缘的胶质瘤细胞亚群表现出更强的侵袭性。突触通信引发的细胞内钙信号是这一侵袭性效应的必要条件，而这一效应可以通过钙螯合剂或CREB抑制来阻断。活体成像显示，部分侵袭性细胞随着时间的推移转变为静止的增殖表型，而其他癌细胞则继续向外侵袭，最终集体扩大了侵入肿瘤的脑区范围。 因此，这些例子强烈表明，神经系统作为肿瘤侵袭的促成因素。 3.4 神经元促进肿瘤促进性炎症 在NF1相关的低级别胶质瘤（LGGs）中，小胶质细胞和骨髓来源的髓系细胞分泌的CCL5被发现促进了肿瘤的生长。这些细胞分泌CCL5的过程依赖于肿瘤浸润的CD8+ T细胞的旁分泌信号。在肿瘤微环境（TME）中，神经元分泌旁分泌因子midkine，这一因子刺激CD8+ T细胞的招募和激活，促使其分泌趋化因子CCL4，从而诱导小胶质细胞/髓系细胞中CCL5的表达，进而触发细胞周期（增殖信号），并抑制癌细胞的凋亡性细胞死亡。因此，这一机制以一种非同寻常的方式传递了逃避免疫破坏这一癌症标志的能力。其方式并非通过限制CD8+ T细胞的趋化吸引和浸润，而是通过保持已招募的“激活”CD8+ T细胞在一种不攻击肿瘤细胞的状态下，导致没有明显的T细胞攻击和癌细胞的杀伤作用（在小鼠LGGs中可见，并推测在人类LGGs中亦然）。因此，CD8+ T细胞构成了一种非同寻常的肿瘤促进性炎症的基础，这种炎症传递了肿瘤的三大标志性能力：维持增殖信号、抵抗细胞死亡和逃避免疫破坏。 如图1所示，这些例子共同支持了一个日益受到关注的观点，即肿瘤的神经支配是肿瘤微环境（TME）中一个重要的、促进癌症标志功能的组成部分。 4.肿瘤细胞借用神经调控回路以调控癌症标志功能 除了肿瘤神经支配对癌症标志功能的诱导作用外，神经生物学与癌症生物学之间的另一层联系在于神经信号传导和调控回路在多种起源的癌细胞中的表达，而不仅仅是与神经元有本源关系的癌细胞。在癌细胞中，表达了多种信号受体，这些受体通过自分泌和/或旁分泌途径被激活，其中后者通常涉及与不同类型神经支配的“前馈”配体交换。结合那些经典上被认为是神经性质的信号机制，癌细胞也可能表现出明显的神经结构特征，例如扩展长的类神经突起，这些突起有助于肿瘤微环境中的细胞间通信。这些现象虽然颇具吸引力，但超出了本讨论的范围。以下研究展示了神经调控机制在癌细胞中被异常利用的逐步认识，这些机制通过影响癌症的功能特性，对推动癌症发生起到了重要作用（如图2所示）。 图2 癌细胞中“共选用”的神经调控通路在促进标志性能力获得中的作用 虽然这些通路显然是通过非突变性表观遗传重编程激活的，在某些情况下也受到基因组不稳定性和突变的影响，但越来越多的神经调控回路被癌细胞“共选用”，这一现象表明，神经调控通路作为一种重要的标志性能力促进特征，在多种肿瘤表型中发挥着重要作用，值得特别关注。 4.1 神经生长因子和神经递质介导的自分泌/旁分泌信号促进增殖和血管生成 在小鼠PDAC模型中，观察到肿瘤交感神经释放的慢性应激性去甲肾上腺素刺激PDAC癌细胞中β2肾上腺素能受体（ADRB2）的表达，从而上调神经营养配体NGF和BDNF的表达和分泌，产生自分泌和旁分泌作用，共同加速肿瘤发生，降低生存率。通过其TRK受体介导的自分泌NGF信号刺激了癌细胞增殖和肿瘤生长，同时伴随着NGF的旁分泌效应，导致交感神经元的过度神经支配，进一步释放更多去甲肾上腺素进入肿瘤微环境（TME）。涉及NGF/TRK和ADRB2上调与抑制的功能性扰动表明，这两个信号回路在促进肿瘤发生和减少生存中起到了重要作用。人类PDAC的关联研究显示，使用ADRB2抑制剂（β受体拮抗剂）与生存率轻度提高相关，同时，NGF同源物BDNF的相对较低表达也与此一致，这表明TRK和ADRB2信号在此人类癌症的发生中扮演了协同作用。 在此主题的变体中，另一种神经递质——乙酰胆碱（ACh）——被证明通过刺激其受体——毒蕈碱受体-3（CHRM3）——在胃癌小鼠模型中类似地诱导了NGF，导致肿瘤进展的自分泌刺激和旁分泌的胆碱能过度神经支配扩增。在这种情况下，ACh的生物可用性是由肠道簇细胞和胆碱能神经元共同介导的，它们刺激CHRM3信号，诱导NGF的表达和分泌，进而引发癌细胞中的自分泌TRK受体信号，以及ACh表达簇细胞的旁分泌扩展，进一步促进了胆碱能神经在肿瘤微环境（TME）中的生长和发育。这些相互作用共同放大了癌细胞中肿瘤促进性信号，包括WNT和YAP通路的激活，而这两条通路已知可以增强癌细胞增殖。 在这两个模型中，NGF和神经递质的协同效应显然影响了肿瘤的增殖特性；尽管这些研究没有探讨它们对其他癌症标志特征的潜在影响，但这一点值得未来进一步研究。 为此，第三项示范性研究表明，通过ADRB2的去甲肾上腺素信号通路与另一个癌症标志特征相关，即触发血管生成开关，该开关诱导并维持肿瘤血管化，从而支持肿瘤的扩展性生长。在前列腺癌小鼠模型中，也观察到去甲肾上腺素水平升高，当Adrb2基因被敲除或通过药理学手段抑制ADRB2时，肿瘤进展受到抑制，并伴随新生血管形成的失败。针对内皮细胞、周细胞和髓系细胞的组织特异性Adrb2敲除实验表明，只有内皮细胞中ADRB2的表达对血管生成开关至关重要，这证明了其在激活这一标志特征中的重要性。其背后的生理机制被发现是内皮细胞代谢的改变：去甲肾上腺素刺激ADRB2，促进有氧糖酵解代谢状态，支持血管生成表型。相反，ADRB2的缺失使内皮细胞的生理学转向依赖氧化磷酸化，从而抑制了血管生成的诱导。因此，这一机制影响了肿瘤生物学中的两个标志特征——诱导血管生成和重编程细胞代谢。 神经递质和神经营养因子信号通路在中枢神经系统内的癌症中同样至关重要，例如在胶质瘤中由AMPA受体介导的谷氨酸能信号，以及在乳腺癌脑转移中由NMDA受体介导的信号，如下文所述。胶质瘤中的这种神经递质信号通过神经营养因子（BDNF）信号得到进一步增强，BDNF促进了谷氨酸能神经元与胶质瘤之间突触数量和强度的增加。 总的来说，涉及自分泌和旁分泌信号传递的神经营养因子和神经递质的多因素放大作用，通过癌细胞与神经突起之间的相互作用，伴随其受体的表达以及在这些细胞类型（如内皮细胞和肠绒毛细胞）中的受体介导的信号激活，明显有助于多个标志特征的获得，未来的研究可能会揭示更多相关信息。 4.2 GABA介导的自分泌信号促进增殖和免疫逃逸 GABA（γ-氨基丁酸）是通过谷氨酸脱羧酶（GAD1/2）将细胞内的谷氨酰胺转化而来，作为一种抑制性神经递质在中枢神经系统中通过GABAAR和GABABR两个受体传递信号。GABA在晚期人类肿瘤中的水平升高，且与预后呈负相关，GAD1和GABABR的表达亦通常在癌细胞中共表达，从而建立了一个自分泌信号回路。在肿瘤细胞系和小鼠模型中，GAD1和GABABR的基因或药理学干扰显示，GABA介导的信号有助于肿瘤细胞增殖和免疫逃逸等癌症标志特征。此外，GABA信号还调节肿瘤促进性炎症，从而影响肿瘤免疫反应中的两个对立参数之间的平衡，当GABA信号受到抑制时，免疫反应趋向于促进T细胞的攻击。该分子机制的关键成分是抑制GSK-3β的活性，从而稳定β-连环蛋白水平，进一步增强其调节信号通路。虽然β-连环蛋白长期以来被认为是某些肿瘤类型中促增殖的致癌基因，但在免疫功能正常的小鼠中，GABA刺激的肿瘤生长抑制效果比在免疫缺陷小鼠中更为显著，这表明免疫逃逸在其中起到了关键作用。研究表明，GABA → GABABR → β-连环蛋白信号通路在癌细胞中抑制了促炎性趋化因子CCL4/5的表达，这些趋化因子在GAD1基因敲除或GABABR的药理抑制情况下被上调，从而招募T细胞和CD103+树突状细胞。这些细胞在该信号通路被抑制时对肿瘤免疫的有效性至关重要。进一步的功能研究揭示了这一免疫逃逸机制。研究者认为，GABA信号可能在肿瘤促进性炎症和抗肿瘤免疫之间的平衡中发挥重要作用，值得在其他肿瘤类型中进一步探讨。同时，神经信号通路在肿瘤免疫调节中的作用也值得关注，正如下文提到的脆性X智力障碍蛋白（FMRP）在免疫调节中的新发现。 4.3 谷氨酸介导的自分泌/旁分泌信号通路与侵袭/转移特性的关系 另一个重要的神经信号通路是谷氨酸刺激的NMDA受体，通常参与突触传递。在胰腺肿瘤中——无论是神经内分泌型还是导管型——自分泌信号活性被激活。谷氨酸转运蛋白上调以分泌谷氨酸，激活同一肿瘤细胞上表达的NMDA受体。这种信号的结果影响了两个重要的肿瘤特性：增殖和最显著的侵袭。与此相对的是，谷氨酸通过旁分泌方式激活NMDA受体的现象，主要发生在三阴性乳腺癌（TNBC）中，其中NMDA受体信号促进了脑转移灶的定植。在这种情况下，谷氨酸并非由乳腺癌细胞本身分泌，而是通过三阴性乳腺癌细胞与神经突触的相互作用以旁分泌的方式提供，在突触传递过程中分泌谷氨酸。与此相一致，如上所述，通过真实的突触介导的谷氨酸能信号也在胶质瘤中促进了肿瘤的侵袭和脑部定植。 4.4 FMRP调控肿瘤侵袭、转移及免疫抑制 癌细胞通过神经调控机制的“共选用”不仅限于配体-受体信号传导，一个显著的例子就是前文提到的FMRP，一种通常参与突触传递的神经调控蛋白。FMRP是一种RNA结合蛋白，主要通过调节蛋白质翻译和mRNA稳定性，影响数百个基因的表达和活性。FMRP由谷氨酸刺激的NMDA受体（NMDAR）信号通路在神经元中进行调控，同时在某些癌细胞中也存在该信号通路的异常上调。值得注意的是，FMRP在大多数人类实体肿瘤中过度表达，尽管这些肿瘤中并未表现出NMDA受体的活性，这提示存在其他调控机制。FMRP最初被认为是肿瘤侵袭和转移的驱动因子。近来研究表明，FMRP在多个肿瘤模型中被揭示为免疫抑制肿瘤微环境（TME）的主调控因子，并且与多种人类癌症的发生发展密切相关。通过在癌细胞中敲除/敲低编码FMRP的Fmr1基因，揭示了FMRP在肿瘤中的多种功能效应。研究发现，FMRP刺激了细胞因子的分泌，这些细胞因子增加了调节性T细胞（免疫抑制性T细胞）的丰度，并使巨噬细胞发生免疫抑制程序化，从而共同赋予肿瘤对免疫系统和免疫疗法的抗性。在缺乏FMRP诱导这些细胞及其他潜在免疫调节性细胞类型的情况下，肿瘤微环境（TME）变得免疫刺激性，招募并激活了T细胞，后者有效地攻击肿瘤细胞，从而抑制了肿瘤的生长。这些有趣的发现将FMRP的表达及其调控的基因网络与肿瘤细胞的侵袭、转移以及免疫逃逸等特征紧密关联，揭示了它们在疾病发病率和死亡率中的关键作用。 总的来说，如图2所示，这些例子揭示了来自不同来源的癌细胞的一个显著特征，即激活许多通常在神经元中发挥作用的调控通路，这些通路以不同方式促进肿瘤的生长和进展。 5.结论 癌症在肿瘤发生和恶性进展过程中所获得的功能特征——即癌症的标志性特征——已经证明是一种持久的概念框架，用以提炼疾病的复杂性。虽然八大核心标志性能力已被广泛认可，适用于各种人类癌症，而且还在考虑第九个标志性特征——癌细胞的表型可塑性，这些标志性特征背后的细胞和分子机制也日益被认识到是多样的，远远超出了两个已被充分验证的促癌特征，即基因组不稳定性和突变以及肿瘤促进性炎症。在本文中，我们提出了另一个引人注目的因素，即癌症标志性特征与神经系统之间的多维连接，这一联系已被其他研究者关注过。本文中呈现的典型研究揭示了一个新兴的认识：神经系统对肿瘤的影响深远，这种影响不仅体现在肿瘤的神经支配，还表现在神经调控回路被“共选用”并在癌细胞中发挥作用。这一发现类似于另一新兴因素——居住在肿瘤及其宿主中的多态微生物群，它们与肿瘤促进性炎症部分重叠，但并非完全相同。这两种表型特征都能诱发肿瘤促进性炎症，但每种特征在促进标志性能力方面的作用远远超出了传统意义上炎症的范畴。 图3 癌症标志性特征与神经科学的交汇 本文中展示的例子证明了神经支配作为肿瘤微环境（TME）的组成部分，和/或癌细胞中被“共选用”的神经信号传导在调节癌症标志性特征的核心概念中六个（已突出显示）参数的功能性参与。未来的研究可能揭示这些机制与当前尚未涉及的参数之间的联系，以及与其他正在出现的临时性参数之间的潜在关联。 总之，可以合理地推测，在癌细胞中被“共选用”的神经信号传导回路构成了一种独特且重要的调控机制，调节肿瘤的发生发展和恶性进展，至少对于本文所讨论的癌症类型以及未涉及的其他类型也是如此。此外，当前广泛接受的观点是，大多数肿瘤微环境（TME）中充斥着异种细胞类型，这些细胞类型共同作用，促进癌症标志性特征的形成。可以认为，这一观点可以扩展到将神经支配作为TME中一个普遍且具有功能性影响的组成部分。因此，这两个与神经系统的独特接触界面被认为是肿瘤标志性表型的实质性贡献因素（见图3）。可以预见，肿瘤神经支配和癌细胞中被“共选用”的神经信号传导将进一步调节其他癌症标志性能力及相关参数，例如表型可塑性，这一特征近期已在小细胞肺癌中得到验证，超出了图3中所强调的内容；这些可能性值得未来的研究探索。最后，癌症标志性特征框架中的正式纳入标准已经达成共识，具有广泛的普适性。例如，细胞代谢失调和逃避免疫破坏，最初在2011年被提出为“新兴”标志性特征，如今已被广泛验证，并已纳入核心概念之中。本文所描述的神经生物学与癌症标志性能力的多因素连接——目前在脑癌、皮肤癌（基底细胞癌、黑色素瘤）、头颈癌、乳腺癌、肺癌、胃癌、结肠癌、胰腺癌和前列腺癌中均有相关研究——具有重要启发性，值得继续深入阐明并在广泛的人类癌症领域中进行实验验证。 封面图来源：正文 安慰剂“杀疯”了？CNS研发药企众生相 2025-03-04 创新药在寒冬，基因疗法在北极 2025-03-03 第二轮美国医保谈判开启，已有七家药企同意参加 2025-03-01 版权声明/免责声明 本文为授权转载文章。 本文仅作信息交流之目的，不提供任何商用、医用、投资用建议。 文中图片、视频、字体、音乐等素材或为药时代购买的授权正版作品，或来自微信公共图片库，或取自公司官网/网络，部分素材根据CC0协议使用，版权归拥有者，药时代尽力注明来源。 如有任何问题，请与我们联系。 衷心感谢! 药时代官方网站:www.drugtimes.cn 联系方式: 电话:13651980212 微信:27674131 邮箱:contact@drugtimes.cn 点击，查看更多精彩！

引言 近年来，胶质母细胞瘤（glioblastoma, GBM）作为一种高度侵袭性且治疗难度极大的原发性脑癌，备受关注。这种癌症不仅因其异质性和对标准治疗（如手术、放疗和化疗）的高度耐药性而闻名，更因其复杂的侵袭机制给患者预后带来严重挑战。近年来，研究人员发现，胶质母细胞瘤与脑神经网络之间存在深度交互，其通过与神经元形成突触连接（synaptic connections）促进肿瘤的扩散和生长。揭示了神经-肿瘤网络在肿瘤进展中的核心作用，并为我们理解肿瘤的入侵性和治疗耐受性提供了新的视角。 12月6日发表于Cell的研究报道”Characterizing and targeting glioblastoma neuron-tumor networks with retrograde tracing“，基于一种改良的狂犬病毒（rabies virus）逆行追踪技术，成功绘制了胶质母细胞瘤与脑神经网络的连接图谱。这种方法不仅首次实现了肿瘤与神经元功能性连接的系统性追踪，还揭示了胶质母细胞瘤快速整合到神经网络的动态过程以及这一过程对肿瘤侵袭的关键影响。研究还发现，特定神经元类型，如胆碱能神经元（cholinergic neurons），在驱动肿瘤进展中扮演了重要角色，而放疗则通过增强神经元活性进一步强化了神经-肿瘤网络连接。此外，结合放疗和神经活动抑制剂的联合治疗显示出显著的疗效提升，这为突破性治疗策略的开发提供了重要依据。 通过引入这一独特的追踪平台，该研究不仅深化了我们对胶质母细胞瘤侵袭机制的理解，还提出了以神经-肿瘤网络为靶点的全新治疗方向。这一发现为破解“治愈难题”注入了新的希望，也为开发个性化治疗策略提供了有力支持。 胶质母细胞瘤：隐藏在神经网络中的“肿瘤杀手” 胶质母细胞瘤（glioblastoma, GBM）是一种被誉为“肿瘤杀手”的原发性脑癌，其侵袭性之强、治疗难度之大令人闻风丧胆。这种癌症占据了成年脑肿瘤的主导地位，患者的平均生存期却不足15个月。导致这一恶劣预后的关键在于胶质母细胞瘤的三大特点：高度异质性、广泛的侵袭性以及对标准治疗的顽强耐受性。传统手段如手术、放疗和化疗均难以彻底根除肿瘤细胞，尤其是在其“长驱直入”大脑深层区域之后。 近年来，研究人员发现，胶质母细胞瘤不仅是一群异常活跃的癌细胞，更像是“入侵者”，以惊人的速度渗透进大脑的神经网络，建立起复杂的“神经-肿瘤交互”（neuron-tumor interaction）。这些交互不仅为肿瘤细胞提供了额外的“生存支持”，还通过突触样连接（synaptic-like connections）增强了肿瘤的扩散能力。例如，在最新研究中，研究人员通过改良的狂犬病毒逆行追踪技术发现，胶质母细胞瘤能够在数小时内与周围神经元形成功能性连接，其网络范围甚至跨越半脑。这些肿瘤连接的神经元，被称为“肿瘤连接神经元”（connectedTUM neurons），不仅未受到损害，反而因为过度活跃进一步推动了肿瘤扩散。 更令人震惊的是，这种神经-肿瘤交互并不局限于近距离的局部网络。研究显示，胶质母细胞瘤能够与远距离的神经回路建立联系，例如从大脑皮层扩展至丘脑甚至基底神经节。这种“网络效应”不仅加剧了肿瘤侵袭的复杂性，也可能是治疗失败的关键原因之一。 因此，探索神经-肿瘤交互成为解开胶质母细胞瘤“顽固密码”的新方向。 狂犬病毒：从恐惧到突破的科学工具 提到狂犬病毒（rabies virus），人们通常联想到致命的神经感染和恐惧。然而，研究人员却将这种看似可怕的病毒转化为一把开拓未知领域的“科学之钥”。狂犬病毒以其独特的逆行传播能力著称：它能通过突触逆行，从感染点回溯到连接的神经元，这一特性为神经科学研究提供了绝佳工具。更重要的是，通过基因改造，这种病毒的毒性可以被完全去除，而其“信使”功能却得以保留。 在胶质母细胞瘤的研究中，这一技术被赋予了新的使命。研究人员利用改良的狂犬病毒逆行追踪系统，绘制了肿瘤与大脑神经网络之间的“关系地图”。具体而言，他们通过将狂犬病毒载体与一种称为TVA的特殊受体结合，只感染预设的胶质母细胞瘤细胞（GBStarter）。一旦进入肿瘤细胞，狂犬病毒就会沿突触逆行传播到与肿瘤连接的神经元。这种方法不仅实现了“肿瘤连接神经元”（connectedTUM neurons）的精准标记，还避免了病毒进一步传播造成的干扰。 研究显示，这种技术揭示了胶质母细胞瘤能够在极短时间内，与周围的神经元建立功能性连接，形成广泛的神经-肿瘤网络。例如，在实验模型中，狂犬病毒标记的神经元不仅出现在肿瘤周围，还沿着脑部的长距离投射，覆盖对侧半脑。这种标记精度让研究人员首次得以系统性追踪肿瘤侵袭过程，并分析哪些神经元类型（如胆碱能神经元或谷氨酸能神经元）在推动肿瘤扩散中扮演了关键角色。 基于狂犬病毒的胶质母细胞瘤神经-肿瘤网络追踪技术及其结果（Credit: Cell） (A) 逆行追踪的实验流程 研究设计了逆行追踪平台，利用狂犬病毒（ΔG株）特异性标记胶质母细胞瘤与连接神经元（connectedTUM neurons）。肿瘤细胞（GBStarter）通过基因修饰表达狂犬病毒受体（TVA）和病毒糖蛋白（oG），实现病毒的初始感染与传播。 (B) 病人来源的胶质母细胞瘤模型 实验选用了多种病人来源的GBM模型，不同模型中显示的基因特征包括DNA甲基化状态（methylated/unmethylated）、基因缺失（homozygous deletion/heterozygous deletion）和基因平衡状态（balanced）。 (C) 人类脑切片中的3D成像 在注射GBStarter细胞后，使用狂犬病毒标记了与肿瘤连接的神经元（绿色荧光）。显示“肿瘤连接神经元”（connectedTUM neurons）具有显著的树突棘结构（dendritic spines），与未连接的神经元明显不同。 (D-E) 小鼠PDX模型的追踪结果 在患者来源的小鼠移植模型（PDX）中，狂犬病毒标记了远距离甚至对侧半脑的连接神经元，显示肿瘤能够形成广泛的长程投射神经网络。 (F-G) 体外共培养模型 在人类胚胎干细胞诱导神经元和大鼠皮层神经元的共培养中，均观察到肿瘤细胞与神经元的功能性连接，验证了这一现象的普适性。 (H-I) 神经元标记与定量分析 通过NeuN（神经元标志物）染色，研究进一步验证了大多数connectedTUM neurons为神经元性质。量化显示，在10个GBM模型中共有705个与肿瘤连接的神经元被标记。 (J-K) 电生理特性 通过膜片钳记录发现，connectedTUM neurons表现出兴奋性突触后电流（mEPSC）、抑制性突触后电流（mIPSC）以及动作电位（AP）的特征，表明这些神经元的功能活性未受损。 (L-O) 稀疏与密集标记的时间演变 稀疏标记显示神经元逐渐被狂犬病毒标记，连接范围扩展；密集标记则揭示了完整的神经-肿瘤网络形成过程，并通过荧光强度变化曲线清晰地捕捉到动态传播。 (P) 标记延迟时间 分析了病毒从肿瘤细胞到connectedTUM neurons传播的时间，发现标记通常在数小时内完成，进一步说明胶质母细胞瘤与神经元连接的快速性。 神经-肿瘤网络：胶质母细胞瘤的秘密武器 胶质母细胞瘤被认为是“聪明”的癌症，不仅因其高度异质性和侵袭性，更因其独特的“社交能力”而闻名。研究显示，胶质母细胞瘤能够迅速与周围神经元建立功能性连接，整合进大脑的神经网络，形成复杂的神经-肿瘤网络（neuron-tumor networks），为自身的扩散和生长提供动力。这一能力让它如同“入侵者”，借助大脑的基础设施快速壮大。 实验显示，肿瘤细胞（GBStarter）在短短几小时内即可通过突触样结构与邻近神经元建立联系。这些与肿瘤连接的神经元被称为“肿瘤连接神经元”（connectedTUM neurons），它们通过突触传递信号，进一步增强了肿瘤的侵袭性。这些功能性连接不仅局限于肿瘤附近的神经元，还可以跨越脑部区域，形成长距离的神经投射。 研究还揭示，不同类型的神经元在推动胶质母细胞瘤扩散中扮演了重要角色。其中，胆碱能神经元（cholinergic neurons）尤为关键。这类神经元通过分泌乙酰胆碱（acetylcholine）激活肿瘤细胞的受体（如M3型乙酰胆碱受体，CHRM3），促进肿瘤的迁移和增殖。实验数据显示，抑制CHRM3的表达显著降低了肿瘤的扩散速度。此外，谷氨酸能神经元（glutamatergic neurons）也被发现能够通过突触连接加速肿瘤的扩张，这种协同作用使得神经-肿瘤网络更加复杂。 这一发现凸显了神经-肿瘤网络在胶质母细胞瘤扩散中的核心作用。 放疗的“双刃剑”：增强还是削弱？ 放射治疗（radiotherapy）是胶质母细胞瘤的主要治疗手段之一，但它的作用机制却不仅仅是简单地杀伤肿瘤细胞。最新研究表明，放疗在削弱肿瘤的同时，也可能无意间强化了胶质母细胞瘤与神经网络的联系，使其在治疗后更具侵袭性。放疗的“双刃剑”效应成为研究人员探讨肿瘤耐受性的重要课题。 研究人员通过狂犬病毒逆行追踪技术发现，放疗会显著增加胶质母细胞瘤的“神经-肿瘤网络连接”（neuron-tumor networks）。其背后的机制在于，放疗刺激了大脑神经元的活动水平，尤其是突触活动的增强。数据显示，在接受放疗后，与肿瘤连接的神经元（connectedTUM neurons）的突触活动显著增多，表现为动作电位爆发频率（burst frequency）的提升。这种神经活动的过度兴奋不仅为肿瘤提供了更多的“信号支持”，还可能通过分泌特定的神经递质进一步刺激肿瘤的扩散和增殖。 这种神经活动的增强与肿瘤治疗耐受性密切相关。研究发现，放疗后的肿瘤细胞往往更加依赖神经元提供的信号，这使得其对传统放疗的效果表现出更高的耐受性。例如，在实验模型中，放疗后的胶质母细胞瘤通过突触样连接增强了其扩散能力，部分神经元类型（如谷氨酸能神经元和胆碱能神经元）尤为突出。这些发现表明，神经活动不仅是肿瘤扩散的助力，也是其治疗耐受性的潜在原因。 联合治疗：断开神经-肿瘤网络的创新疗法 在胶质母细胞瘤的治疗中，神经-肿瘤网络（neuron-tumor networks）被认为是促进肿瘤扩散和耐受性的关键驱动因素。单纯依赖传统放疗往往难以彻底控制肿瘤，而一种创新性的联合治疗策略——放疗与神经活动抑制剂的协同作用，正在为攻克这一顽固癌症带来新的希望。 研究表明，放疗会增加肿瘤连接神经元（connectedTUM neurons）的突触活动，强化神经-肿瘤网络连接。然而，研究人员发现，通过引入AMPA受体（AMPAR）拮抗剂，如普拉帕奈尔（perampanel），可以显著削弱这一连接。实验数据显示，在使用普拉帕奈尔抑制神经元兴奋性的情况下，肿瘤与神经元的连接显著减少，连接比例下降了超过30%。更重要的是，这种抑制神经活动的治疗方法在与放疗联合应用时表现出明显的协同作用。 具体实验中，单独接受放疗的小鼠模型中，肿瘤细胞密度尽管有所降低，但仍在脑部神经网络中维持较高的连接性；而在联合治疗组中，神经-肿瘤网络被显著削弱，肿瘤细胞密度进一步降低，扩散速度也明显减缓。更令人振奋的是，联合治疗组中肿瘤区域的体积缩减效果提升了近40%，大大延长了小鼠的存活时间。 研究人员还通过多模态成像和电生理记录进一步验证了这一疗法的有效性。实验发现，联合治疗不仅减少了肿瘤区域神经元的动作电位频率，还显著降低了突触连接的电活动强度。这表明，通过抑制神经元的过度兴奋，联合治疗策略能够有效“断开”神经-肿瘤网络，切断肿瘤扩散的重要路径。 病毒、基因与精准医学 研究人员从狂犬病毒的“天赋异禀”中挖掘出了这种前沿武器——通过基因改造，这种病毒已被赋予精准清除神经元的能力，为胶质母细胞瘤（glioblastoma, GBM）的治疗提供了革命性手段。研究中，通过利用Cre-loxP的基因编辑系统，将狂犬病毒与细胞凋亡诱导分子（如设计型caspase-3）结合，精准定位到与肿瘤连接的神经元。一旦感染，这些神经元会被触发程序性死亡，从而切断神经-肿瘤网络（neuron-tumor networks）。 实验数据显示，这种病毒介导的神经元清除技术在体外模型中表现出极高的特异性，仅靶向与肿瘤直接相连的神经元，避免了对正常脑部神经网络的损伤。更重要的是，这一策略成功抑制了胶质母细胞瘤的扩散：在动物模型中，与肿瘤连接的神经元数量减少了约50%，同时肿瘤生长显著减缓，扩散路径被有效阻断。这一突破证明，通过基因改造使狂犬病毒成为治疗工具，是精准医学的一个成功范例。 这种神经-肿瘤网络研究的意义远不止于胶质母细胞瘤。研究人员认为，这一技术框架同样适用于研究其他神经退行性疾病和脑部病变。例如，在帕金森病（Parkinson’s disease）和阿尔茨海默病（Alzheimer’s disease）的研究中，狂犬病毒的逆行追踪技术可以帮助绘制异常神经环路，揭示病变与神经网络之间的关系。此外，这一方法还能用于其他癌症类型，尤其是具有神经侵袭特性的肿瘤，探索其神经网络连接模式。 未来，通过进一步优化狂犬病毒的基因编辑能力，研究人员希望实现更精准、更广泛的神经网络研究与干预。结合多模态成像和人工智能技术，这种方法有潜力推动个性化治疗的发展，尤其是在涉及复杂神经网络的疾病中，创造出“靶向性更强、副作用更低”的新型疗法。 攻克胶质母细胞瘤的下一步 胶质母细胞瘤作为最具挑战性的脑肿瘤之一，其复杂性和侵袭性使得目前的治疗效果有限。然而，该研究通过对神经-肿瘤网络（neuron-tumor networks）的深入探索，为胶质母细胞瘤的临床治疗打开了新的大门。这些研究成果不仅揭示了肿瘤扩散和耐受性的关键机制，还为未来的个性化治疗提供了可能性。 首先，发现强调了神经-肿瘤网络作为治疗靶点的重要性。研究表明，通过抑制肿瘤连接神经元（connectedTUM neurons）的活动或直接清除这些神经元，可以显著抑制肿瘤的生长和扩散。特别是狂犬病毒基因改造技术的应用，成功实现了对肿瘤连接神经元的精准清除，为精准治疗提供了可操作的策略。未来，这一技术或可与现有的放疗和化疗手段结合，进一步提高治疗效果。 此外，神经-肿瘤网络研究为个性化治疗带来了前所未有的可能性。研究发现，不同患者的肿瘤侵袭模式和神经连接特征存在显著差异，这种差异与患者特定的肿瘤细胞状态和神经网络类型密切相关。通过基因组学和单细胞RNA测序技术，可以对患者的肿瘤和神经网络进行详细分析，从而为每位患者量身定制个性化治疗方案。这种个性化策略不仅有望提高治疗效率，还能最大限度地减少对正常脑功能的损害。 更广泛地说，神经-肿瘤网络研究还可能对其他疾病领域产生深远影响。例如，这一研究框架可以应用于帕金森病或癫痫等疾病的神经网络重塑研究，为开发针对神经环路异常的治疗策略提供新思路。 参考文献 https://www-cell-com.libproxy1.nus.edu.sg/cell/fulltext/S0092-8674(24)01276-5 责编|探索君 排版|探索君 转载请注明来源于【生物探索】 声明：本文仅用于分享，不代表平台立场，如涉及版权等问题，请尽快联系我们，我们第一时间更正，谢谢！ End 往期精选 围观 Nature | 单细胞分析技术的革命性进展 热文 Nature | 环状RNA（circRNA）为何成为基因调控的新宠？ 热文 Cell | AI取代科研人员还有多远？ 热文 新英格兰 | 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