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癌细胞具有劫持大脑神经的“令人不安”的能力

来源:Nature2019-09-29

Nature 2019-09-29

根据三项研究,肿瘤细胞可以插入并滋养大脑复杂的神经元网络。这种邪恶的能力可以解释某些肿瘤的神秘行为,并指出治疗癌症的新方法。

9月18日发表在《自然》上的研究1、2、3描述了这种令人吃惊的能力在称为脑胶质瘤的脑癌以及一些扩散到脑部的乳腺癌中。加利福尼亚斯坦福大学的儿科神经肿瘤学家,其中一项研究的主要作者之一米歇尔·蒙耶说,这一发现使医生和科学家越来越意识到神经系统在癌症的生长中起着重要作用。

即便如此,发现行为类似于神经元的癌细胞还是令人惊讶的。这令人不安,Monje说。我们不认为癌症会形成像大脑一样的电活动组织。

喂养大脑

德国海德堡大学的神经病学家,《自然》杂志另一期的主要作者弗兰克·温克勒(FrankWinkler2014年在研究由某些脑肿瘤细胞建立的通讯网络时偶然发现了这一现象。他和他的团队发现了突触,神经元在肿瘤中使用这种结构来相互交流。温克勒说,这是疯狂的东西我们的第一反应是,‘这简直难以置信。'

研究人员认为肿瘤突触是随机发生的。但是正如Winkler及其同事在最新研究中所报告的那样,他们在从培养的癌细胞中提取的神经胶质瘤样本,移植到小鼠中的人类神经胶质瘤肿瘤以及从十个人中获取的神经胶质瘤样本中发现了突触。

Winkler小组研究成人神经胶质瘤突触的同时,Monje和她的同事们独立地发现了小儿神经胶质瘤中神经元与细胞之间的突触。MonjeWinkler团队的单独但平行的研究还表明,肿瘤突触可帮助癌细胞蓬勃发展。研究小组在最近的两项研究中独立报告了结果。

Monje的发现解释了她在患者中发现的神经胶质瘤的一些令人困惑的特征。众所周知,这些肿瘤很难治疗:它们没有形成坚硬,紧凑的团块,而是编织在大脑中,难以清除。Monje说,如果神经胶质瘤浸润了大量大脑,患者通常不会出现症状,因为该肿瘤似乎并未破坏许多大脑回路。现在这很有意义,因为它取决于他们的功能。

瑞士洛桑大学路德维希癌症研究所的生物学家约翰娜·乔伊斯(JohannaJoyce)说:如果这种方法广泛适用于更多的癌症,那么为什么治疗大脑中的癌症就这么具有挑战性并不奇怪。。她说,肿瘤细胞实际上已经整合到大脑的神经网络中。这很清醒。

致命整合

这种现象不仅限于脑肿瘤。在918日发表的第三篇论文3中,洛桑瑞士实验癌症研究所的癌症科学家道格拉斯·哈纳汉(DouglasHanahan)及其团队描述了大脑中像神经元一样起作用的乳腺癌细胞。研究人员在搜索有关肿瘤基因表达的数据时发现了这种能力。被称为三阴性肿瘤的致命乳腺癌打开了与神经元之间信号传导有关的基因。这些乳腺癌以扩散到大脑而闻名,一旦扩散到大脑,就很难治疗。

Hanahan和他的同事们发现,当乳腺癌细胞渗透到大脑中时,它们会形成一种特殊的突触,从而使它们吸收一种称为谷氨酸的化学物质。它是大脑中最丰富的神经递质,也可以促进肿瘤生长。

德国法兰克福大学(UniversityofFrankfurt)研究脑癌的丽莎·萨维奇(LisaSevenich)说,这三项研究都强调了癌细胞的弹性。她说,大脑是癌细胞极度不利的环境。但是肿瘤细胞设法以某种方式真正地采用了该机制。

研究人员希望这些发现将导致治疗癌症的新方法。WinklerMonje的团队在两项最新研究中描述了实验,这些实验证明了癫痫药物减缓了神经胶质瘤在小鼠中的扩散。科学家们尚未确定这种疗法是否对人有效,但他们希望中断肿瘤细胞和神经元之间的联系可以阻碍癌症的生长。

说Sevenich说,开发这种治疗方法的诀窍将是针对任何神经癌细胞与癌细胞的杂交体,而不破坏脑细胞之间的正常连接。她说:老实说,我认为这真的很难。”“如果这些细胞接管大脑中已经存在的某些电路,将很难进行选择性的选择。但是我的手指交叉了。


doi:10.1038/d41586-019-02792-1

参考

1.Venkataramani,V.etal.Naturehttps://doi.org/10.1038/s41586-019-1564-x(2019).

2.Venkatesh,H.S.etal.Naturehttps://doi.org/10.1038/s41586-019-1563-y(2019).

3.Zeng,Q.etal.Naturehttps://doi.org/10.1038/s41586-019-1576-6(2019).

10.1093 / AJCN / nqz136

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