癌細胞竟然會偽裝成神經細胞 促進惡性生長
2019年09月19日10:13

  來源:學術經緯

  今天,頂尖學術期刊《自然》雜誌一口氣發表了三篇關於癌症的研究,並揭露了一個令人驚訝的事實:很多癌細胞竟然會偽裝成神經細胞,並與真正的神經細胞形成一種特殊的突觸結構。從這種偽裝中,癌細胞可以偷取許多信號分子,反過來促進自己的生長!

▲今日《自然》雜誌連發三篇相關論文(圖片來源:《自然》官網截圖)
▲今日《自然》雜誌連發三篇相關論文(圖片來源:《自然》官網截圖)

  這個驚人的發現是怎麼做出來的呢?最初,科學家們只是想對大腦腫瘤進行研究——這些腫瘤輕則引起頭疼,重則影響認知功能,而且極大威脅到了患者們的生命。然而,我們對大腦腫瘤的生長過程所瞭解得還不多,更別提如何有效讓腦腫瘤停止生長了。

  在過去,科學家們發現,許多大腦腫瘤的生長,看起來和周圍的神經元活性有關。這種神秘的現象也促進他們做更多的探索。在其中的一項研究里,科學家們將人類的神經膠質瘤細胞注射到了小鼠的腦子裡。電子顯微鏡下,這些膠質瘤細胞形成了明顯的突觸結構,周邊還能觀察到不少裝有神經遞質的小囊泡。另一項研究,也同樣觀察到了膠質瘤細胞與神經細胞之間形成的突觸結構。

  這兩支團隊也揭示了背後的分子機製:原來在一些膠質瘤細胞中,和突觸形成有關的基因得到了激活,這和正常的神經細胞非常類似。

▲癌細胞會和神經細胞形成突觸結構,促進自己生長(圖片來源:參考資料[1])
▲癌細胞會和神經細胞形成突觸結構,促進自己生長(圖片來源:參考資料[1])

  更可怕的是,在這些由癌細胞混搭組成的突觸里,神經細胞分泌的神經遞質會被癌細胞所吸收,讓它們細胞內的鈣離子濃度出現瞬間的升高,並引起一系列反應,最終促進癌細胞的轉移。這個現象也通過其他實驗得到了重複驗證。換句話說,通過偽裝成神經細胞,並形成突觸,一些癌細胞可以得到“生長”的指令,變得更具侵襲性。

  科學家們也觀察到了一個細思恐極的現象,與神經細胞形成突觸,並不是神經膠質瘤所特有的邪惡能力。第三支團隊發現,轉移到腦子裡的乳腺癌細胞,竟然也會形成類似的突觸結構!同樣,這種結構最終會升高乳腺癌細胞里的鈣離子濃度,促進癌細胞的生長和轉移。

▲乳腺癌細胞(藍色)會與分泌神經遞質的神經元(紅色)形成突觸結構(圖片來源:W。 Jiao and Q。 Zeng, EPFL)
▲乳腺癌細胞(藍色)會與分泌神經遞質的神經元(紅色)形成突觸結構(圖片來源:W。 Jiao and Q。 Zeng, EPFL)

  不過,發現了腦腫瘤的偽裝與生長的策略,也就找到了消滅它們的潛在辦法。在前兩項研究里,科學家們發現神經膠質瘤細胞需要通過AMPA受體來接受神經遞質。而且,癌細胞的AMPA受體,與神經細胞的正常AMPA受體,在結構上有著明顯不同。所以,我們可以設計藥物針對前者,來起到治療的作用。

  這個設想也隨後得到了驗證:通過藥物或是通過基因改造,研究人員們抑製了AMPA受體的活性,併發現小鼠果然能活得更久。這也為人類的神經膠質瘤提供了一個潛在的治療靶點。

  而對於轉移到大腦里的乳腺癌細胞來說,它們需要的是另一種叫做NMDA的受體,其中一種叫做GluN2B的蛋白是突觸形成的關鍵。同樣,如果降低GluN2B的表達,腦部的轉移腫瘤體積就會更小,動物也能活得更久。

▲今日《自然》雜誌也對這三項研究做了專文評述(圖片來源:參考資料[1])
▲今日《自然》雜誌也對這三項研究做了專文評述(圖片來源:參考資料[1])

  《自然》雜誌對這三項研究有著很高的評價,並特地做了專文進行評述。評述中,作者指出這些研究結果表明“腦腫瘤會和神經細胞形成突觸連接”。利用與正常突觸類似的運作機理,鈣離子濃度的上升會“促進腫瘤的增殖,讓癌症變得具有致命性”。這些引人入勝的研究結果,有望讓相關的受體成為潛在的藥物靶點,緩解腦腫瘤的進展。

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