在一項新的研究中，來自德國海德堡大學等研究機構的研究人員描述了大腦中的神經元如何與侵襲性膠質母細胞瘤建立連接從而觸發腫瘤生長。這種新的腫瘤激活機制為臨床試驗提供了起點。相關研究結果于2019年9月18日在線發表在Nature期刊上，論文標題為“Glutamatergic synaptic input to glioma cells drives brain tumour progression”。

神經元通過突觸---將一個神經元的沖動傳遞到另一個神經元的細胞間相互接觸的結構---將它們的信號傳遞給彼此。如今，這些研究人員發現大腦中的神經元也與侵襲性膠質母細胞瘤中的腫瘤細胞之間形成這類直接的細胞間接觸，從而將神經沖動傳遞給癌細胞。正如Frank Winkler、Thomas Kuner及其團隊利用特殊的成像方法發現的那樣，腫瘤得益于這種“輸入”：這些激活信號可能是腫瘤生長和腫瘤細胞浸潤健康大腦組織的驅動力。但是，還有一個好消息：在動物實驗中，某些物質可以阻斷這種信號傳輸。

神經元和腫瘤細胞的網絡結構

膠質母細胞瘤以像真菌網絡一樣的擴散方式侵入健康的大腦。結果就是它們不能通過外科手術完全移除，并且它們還可以在強化的化療和放療中存活下來。因此，膠質母細胞瘤是人類中最危險的腫瘤之一；在初步診斷后的平均生存時間為15個月。

2015年，Frank Winkler領導的一個研究團隊已發現這種腫瘤抵抗治療的原因：膠質母細胞瘤細胞通過較長的細胞突起彼此連接在一起。它們通過這些連接進行溝通，交換與它們的存活有關的物質，從而保護自己免受治療相關的損傷。Winkler解釋道，當前的這項新研究取得的發現有助于我們進一步理解這種類型的癌癥：“這些腫瘤細胞不僅像神經元一樣在大腦中相互連接在一起；它們還直接從中接收信號。”

這些研究人員觀察到已移植到小鼠體內的人膠質母細胞瘤的生長，并研究了人神經元和腫瘤細胞的體外培養物以及來自患者的組織樣本。為此，他們使用了一系列現代顯微鏡方法，從而提供神經元與腫瘤細胞之間形成的突觸連接（僅有微米大小）的詳細三維圖像，并顯示了它們的分子結構和細胞內信號。來自腫瘤細胞的電記錄揭示了由突觸連接產生的電流，這形成了對腫瘤細胞中這些信號進行進一步處理的起點。Thomas Kuner補充道，“我們能夠證實從神經元到腫瘤細胞的信號傳遞確實像刺激神經元之間的突觸一樣起作用。這個研究項目始于基礎研究中的觀察。通過與我們的臨床合作伙伴密切合作，這在概念上產生了新見解，從而將允許通過使用針對性的轉化研究開發出新的治療方法。”

一種致命的機制，但為開發新療法開辟了新途徑

膠質瘤細激活到底如何精確地導致增加的腫瘤生長和它們到大腦健康區域的浸潤尚有待闡明。然而，很明顯的是，這種機制可以在動物體內加以阻斷。可能的治療方法包括顯著降低大腦活性（比如在全身麻醉下），中斷神經遞質與AMPA受體結合的藥物干預，或者通過基因工程阻斷AMPA受體。在所有這些情形下，腫瘤在動物實驗中的擴散都變慢了。Winkler強調道，“因此，這種機制對于藥物開發和未來藥物治療而言是非常重要的。事實上，已有合適的阻斷AMPA受體的藥物被批準用于治療其他的神經系統疾病。這些物質有望用于臨床試驗之中。”

論文共同作者、海德堡大學醫院神經病學系醫學主任Wolfgang Wick評論道，“這些新的結果不僅表明是什么讓膠質母細胞瘤如此具有侵略性，而且還顯示出它們可能如何被阻止。從轉化角度而言，這是高度有意義的，并且為臨床研究鋪平了道路。”

參考資料：

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