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Nature:神经元竟促进脑瘤细胞生长!

来源:本站原创 2019-09-24 13:31

2019年9月24日讯/生物谷BIOON/---在一项新的研究中,来自德国海德堡大学等研究机构的研究人员描述了大脑中的神经元如何与侵袭性胶质母细胞瘤建立连接从而触发肿瘤生长。这种新的肿瘤激活机制为临床试验提供了起点。相关研究结果于2019年9月18日在线发表在Nature期刊上,论文标题为“Glutamatergic synaptic input to glioma cells drives brain tumour progression”。
神经元(蓝色)在某些癌症在大脑中站稳脚跟的过程中扮演着令人吃惊的角色。图片来自Daniel Schroen/Cell Applications INC/Science Photo Library。

神经元通过突触---将一个神经元的冲动传递到另一个神经元的细胞间相互接触的结构---将它们的信号传递给彼此。如今,这些研究人员发现大脑中的神经元也与侵袭性胶质母细胞瘤中的肿瘤细胞之间形成这类直接的细胞间接触,从而将神经冲动传递给癌细胞。正如Frank Winkler、Thomas Kuner及其团队利用特殊的成像方法发现的那样,肿瘤得益于这种“输入”:这些激活信号可能是肿瘤生长和肿瘤细胞浸润健康大脑组织的驱动力。但是,还有一个好消息:在动物实验中,某些物质可以阻断这种信号传输。

神经元和肿瘤细胞的网络结构

胶质母细胞瘤以像真菌网络一样的扩散方式侵入健康的大脑。结果就是它们不能通过外科手术完全移除,并且它们还可以在强化的化疗和放疗中存活下来。因此,胶质母细胞瘤是人类中最危险的肿瘤之一;在初步诊断后的平均生存时间为15个月。

2015年,Frank Winkler领导的一个研究团队已发现这种肿瘤抵抗治疗的原因:胶质母细胞瘤细胞通过较长的细胞突起彼此连接在一起。它们通过这些连接进行沟通,交换与它们的存活有关的物质,从而保护自己免受治疗相关的损伤。Winkler解释道,当前的这项新研究取得的发现有助于我们进一步理解这种类型的癌症:“这些肿瘤细胞不仅像神经元一样在大脑中相互连接在一起;它们还直接从中接收信号。”

这些研究人员观察到已移植到小鼠体内的人胶质母细胞瘤的生长,并研究了人神经元和肿瘤细胞的体外培养物以及来自患者的组织样本。为此,他们使用了一系列现代显微镜方法,从而提供神经元与肿瘤细胞之间形成的突触连接(仅有微米大小)的详细三维图像,并显示了它们的分子结构和细胞内信号。来自肿瘤细胞的电记录揭示了由突触连接产生的电流,这形成了对肿瘤细胞中这些信号进行进一步处理的起点。Thomas Kuner补充道,“我们能够证实从神经元到肿瘤细胞的信号传递确实像刺激神经元之间的突触一样起作用。这个研究项目始于基础研究中的观察。通过与我们的临床合作伙伴密切合作,这在概念上产生了新见解,从而将允许通过使用针对性的转化研究开发出新的治疗方法。”

一种致命的机制,但为开发新疗法开辟了新途径

胶质瘤细激活到底如何精确地导致增加的肿瘤生长和它们到大脑健康区域的浸润尚有待阐明。然而,很明显的是,这种机制可以在动物体内加以阻断。可能的治疗方法包括显著降低大脑活性(比如在全身麻醉下),中断神经递质与AMPA受体结合的药物干预,或者通过基因工程阻断AMPA受体。在所有这些情形下,肿瘤在动物实验中的扩散都变慢了。Winkler强调道,“因此,这种机制对于药物开发和未来药物治疗而言是非常重要的。事实上,已有合适的阻断AMPA受体的药物被批准用于治疗其他的神经系统疾病。这些物质有望用于临床试验之中。”

论文共同作者、海德堡大学医院神经病学系医学主任Wolfgang Wick评论道,“这些新的结果不仅表明是什么让胶质母细胞瘤如此具有侵略性,而且还显示出它们可能如何被阻止。从转化角度而言,这是高度有意义的,并且为临床研究铺平了道路。”(生物谷 Bioon.com)

参考资料:

1.Varun Venkataramani et al, Glutamatergic synaptic input to glioma cells drives brain tumour progression. Nature, 2019, doi:10.1038/s41586-019-1564-x.

2.Heidi Ledford. Cancer cells have 'unsettling' ability to hijack the brain's nerves. Nature, 2019, doi:10.1038/d41586-019-02792-1.

3.Andres Barria. Dangerous liaisons as tumour cells form synapses with neurons. Nature, 2019, doi:10.1038/d41586-019-02746-7.

4.Neurons promote growth of brain tumor cells
https://medicalxpress.com/news/2019-09-neurons-growth-brain-tumor-cells.html
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