线粒体转移是癌症转移的隐形推手？！最新Nature 科学家揭秘肿瘤转移背后的新机制！

在大众谈癌色变的当下，癌症已然成为全球范围内威胁人类健康的“头号杀手”之一。随着老龄化进程加快、生活方式的改变以及环境因素的影响，癌症发病率如同坐了火箭般一路飙升。据国家癌症中心数据，2022 年中国新增癌症病例 482.47 万，肺癌、结直肠癌、甲状腺癌等纷纷上榜 。更令人揪心的是，癌症转移这个“恶魔”，约 90% 的癌症死亡都与其紧密相关 。长久以来，科学家们在基因异常、肿瘤微环境等领域深耕，试图揭开癌症发生发展的神秘面纱。

不过，近年来，一个全新的视角 —— 神经系统与癌症转移的关系，逐渐走进大众视野，成为科研界的热门话题。今天，就让我们一同深入解读相关文献，探寻神经系统在癌症转移这场 “黑暗风暴” 中究竟扮演着何种角色。

文章中，研究人员采用多种实验模型，涵盖癌症细胞系、小鼠模型等。在细胞系实验中，将癌细胞与神经细胞或神经相关因子共培养，观察癌细胞生物学行为变化，比如增殖、迁移、侵袭能力等；小鼠模型则通过构建肿瘤转移模型，模拟癌症在体内转移过程，或切断部分神经连接，或给予神经递质拮抗剂等干预手段，追踪肿瘤生长与转移情况。像在研究神经纤维对肿瘤影响时，把小鼠神经放入含人类前列腺癌细胞培养皿，观察神经与癌细胞相互作用；在小鼠前列腺肿瘤模型中，记录肿瘤内神经纤维生长状况，以及切断神经连接后肿瘤变化。

癌症对神经的代谢依赖和神经-癌症界面功能性线粒体的细胞间转移

首先，研究发现，神经系统能通过调节基质金属蛋白酶（MMPs）表达来发挥作用。MMPs 这东西，就像癌细胞的 “拆迁队”，能降解周围正常组织，给癌细胞转移开道。而神经相关因子和神经递质能调控 MMPs，让它们在肿瘤中过度表达。同时，神经系统还能刺激转移起始细胞，这些细胞就像癌细胞里的 “特种兵”，能劫持正常干细胞通路，增强细胞可塑性和干性，为肿瘤转移 “添砖加瓦”。

接着，为了追踪受体细胞命运，研究人员开发了 MitoTRACER 技术，该技术能永久标记接收线粒体的癌细胞及其后代，谱系追踪显示原发肿瘤中获取神经元线粒体的癌细胞在转移部位选择性富集。进一步研究表明，神经去支配会损害肿瘤生物能学，如乳腺癌去神经模型中，肿瘤生长显著降低，转录组分析显示代谢过程下调，三羧酸循环受抑。而在神经 - 癌症共培养模型中，癌细胞线粒体呼吸增强，基础和最大线粒体呼吸及备用呼吸能力均显著提升。

深究机制上，研究者发现，癌症诱导的神经元分化会引发神经元线粒体网络形态改变，从球状结构转变为细长管状结构，线粒体 DNA 拷贝数显著增加。线粒体转移通过隧道纳米管样结构进行，且神经元来源的线粒体转移至癌细胞后可恢复其氧化磷酸化能力，挽救尿苷合成，使癌细胞在无尿苷条件下存活。在体内，人类前列腺癌样本中靠近神经的癌细胞线粒体负荷更高，化学去神经处理后癌细胞线粒体负荷降低，小鼠模型也证实宿主神经元线粒体可转移至癌细胞，且去神经处理显著减少线粒体转移。功能上，接收线粒体的癌细胞干细胞特性增强，球体形成能力提高，氧化磷酸化水平上升，ATP 含量增加，抗氧化能力增强，对氧化应激和剪切应力的抵抗力提高，体内转移潜能显著增强，在肺和脑转移灶中选择性富集。

综上，从这些结果我们可以看出，神经系统与癌症转移之间存在着千丝万缕的联系，它就像一只无形的大手，在癌症转移的各个环节推波助澜。不过，不同类型神经对不同肿瘤影响大相径庭。以胰腺肿瘤为例，交感神经参与恶性前馈回路，释放信号让癌细胞分泌神经生长因子，吸引更多神经纤维，促进肿瘤生长；而副交感神经则发出阻碍癌症恶化的化学信息。但在胃癌中，情况却相反，副交感神经信号促使肿瘤生长。这就意味着，未来在制定抗癌策略时，我们必须精准针对不同癌症类型，摸清它们与神经系统的独特 “交流方式”，才能做到有的放矢。（生物谷Bioon.com）

参考文献：

Hoover, G., Gilbert, S., Curley, O. et al. Nerve-to-cancer transfer of mitochondria during cancer metastasis. Nature (2025). doi：10.1038/s41586-025-09176-8