科研新闻
银梓行, 李淑艳
2025, 56(6): 535-535.
神经系统正逐渐成为肿瘤微环境中的关键组成部分并参与调控肿瘤发生过程。新近一项研究深入揭示了神经系统在小细胞肺癌(small cell lung cancer, SCLC)发病机制中的核心作用, 通过多维度实验证明了神经活动依赖的机制在原发肺肿瘤和脑转移瘤中的关键调控作用。该研究发表在2025年9月Nature杂志上。
研究首次发现迷走神经支配对原发性SCLC发展的必要性:在遗传小鼠RPR2-luc模型中,单侧颈迷走神经切断术(vagotomy)显著抑制肿瘤的发生和演变,实验数据显示vagotomy组肿瘤负荷减少,肝转移发病延迟,并带来生存效益(Kaplan-Meier分析P=0.014),表明神经支配在早期肿瘤发生中的驱动作用。在脑转移环境中,研究取得了突破性发现:SCLC细胞能够形成功能性神经元-癌症突触,直接整合到神经回路中。电生理记录显示约22%的SCLC细胞表现出自发的谷氨酸能兴奋性突触后电流(sEPSCs)。同时,GABA能输入引起去极化,反转电位达-27.3 mV,细胞内氯化物浓度高,约46.8 mM,此状态驱动肿瘤增殖。钙成像实验显示,神经元活动诱发SCLC细胞钙瞬变,光遗传学刺激皮质神经元(Thy1-ChR2模型)使Ki67+细胞增殖指数从40%显著增加至60%,并促进肿瘤侵袭。分子机制上,SCLC细胞在神经元共培养后上调突触相关基因标签,包括编码神经递质受体和突触蛋白的基因,具体涉及谷氨酸和GABA受体通路。这种活动依赖性可塑性在人类脑转移样本中得到验证:单细胞RNA测序显示SCLC脑转移细胞富集神经样转录程序,与突触相关基因(如HOMER1、synapsin)表达上调相关,而颅外病变中无此现象。该研究首次系统阐明了SCLC通过突触机制利用神经活动,包括谷氨酸能和GABA能信号,并揭示了癌细胞膜去极化本身足以促进肿瘤生长(表达ChR2的SCLC细胞的光遗传学去极化使肿瘤面积翻倍)。本研究也具备转化应用的价值: 使用临床抗癫痫药物左乙拉西坦(levetiracetam)干扰突触传递,显著抑制SCLC增殖,为靶向神经元-肿瘤互作提供了可行的治疗策略,对改善SCLC患者预后具有重要临床意义。