胰腺癌(PDAC)被称为“癌王”,5年生存率不足10%。传统研究聚焦于基因突变与免疫逃逸,但由德国癌症研究中心(DKFZ)和海德堡干细胞技术和实验医学研究所(HI-STEM)的科学家在他们最近(2.17)发表在《自然》杂志上的文章中揭示了更惊悚的真相——
胰腺癌细胞竟能“劫持”神经系统,构建起促进自身生长的“神经网络”。
这一发现不仅颠覆了学界对肿瘤微环境(TME)的认知,更为打破治疗僵局提供了全新靶点。
多组学联合给神经安装“GPS”,揭开肿瘤-神经对话密码本
当癌症与神经共谋,我们能否斩断这条无形的“生命线”?
为了解决这一问题,
研究团队开发了一种名为
“Trace-n-seq”的新技术
。这一方法结合了逆行追踪技术和单细胞测序分析,允许研究者在单细胞水平上分析肿瘤内神经细胞的分子特征。
通过将荧光示踪剂注射到胰腺癌组织中,研究者能够追踪到神经细胞的细胞体,然后从相应的神经节中分离出这些细胞进行单细胞RNA测序分析。
结果章节一:追踪神经的“GPS”——Trace-n-Seq技术革命
技术痛点:
外周神经元胞体远离肿瘤,传统测序技术难以捕捉其分子特征。
创新突破:
团队开发Trace-n-Seq,通过逆行示踪荧光染料(Fast Blue)标记胰腺/肿瘤支配神经元,结合单细胞转录组测序,首次实现“器官专属神经元”的高精度解析。
数据力量:
分析超5000个交感与感觉神经元,绘制出健康胰腺、PDAC、黑色素瘤转移灶的神经分子图谱,分辨率达单细胞级别。
图1展示通过Trace-n-seq技术获得的神经细胞异质性。这些数据揭示了胰腺癌如何影响不同类型神经细胞的分子特征,包括交感和交感神经细胞
结果章节二:癌症的神经网络——PDAC如何“驯化”神经元
1. 神经超支配(Hyperinnervation):肿瘤的“电缆扩建”
现象:
3D成像显示,PDAC中交感(TH+)、感觉(CGRP+)、副交感(vACHT+)神经纤维无序增生,密度远超健康胰腺。
机制:
非神经新生,而是现有神经轴突发芽(axonal sprouting),尤以背根神经节(DRG)的NEFM亚型神经元为主。
临床关联:
人类PDAC样本中,神经面积增加与CGRP+神经元比例下降,印证“肿瘤偏好招募特定神经亚群”。
2. 神经元重编程:癌症的“分子洗脑”
基因证据:
PDAC神经元中,代谢相关基因(如Gapdh、Got)下调,而轴突导向因子(Robo1、Epha)、非编码RNA(Mir6236)及干细胞性调控因子(Lin28b)显著上调。
核心特征:
团队提炼出胰腺癌-神经特征(PCN),包含45个上调与46个下调基因,可精准区分癌症相关神经元与正常/炎症神经元。
持久印记:
即使手术切除肿瘤,交感神经元仍保留“癌症记忆”,PCN特征持续激活,解释PDAC易局部复发的深层机制。
3. 神经-肿瘤微环境互作:构建“恶性生态圈”
交互网络:
单细胞数据整合显示,PDAC神经元与癌症相关成纤维细胞(CAF)的配体-受体互作最强,涉及Semaphorin、Gas6-Tyro3等通路。
功能验证:
体外共培养证实,神经元分泌因子可激活CAF与癌细胞的增殖信号(如MYC靶点),形成“神经-CAF-肿瘤”正反馈环。
图2显示PDAC诱导的肿瘤特异性神经表达谱。这些数据揭示了PDAC如何改变神经细胞的基因表达模式,从而影响肿瘤微环境
图3展示PDAC如何改变神经细胞的相互作用,并吸引特定类型的神经细胞。这些发现有助于我们理解肿瘤微环境中神经细胞的作用
图4揭示去神经化如何减缓PDAC生长并诱导促炎变化。这些结果表明去神经化可能通过改变肿瘤微环境来抑制肿瘤生长
1. 交感神经切除:逆转肿瘤生态
动物实验:
手术切除腹腔神经节或使用神经毒素6OHDA,使PDAC体积缩小3倍,且免疫冷肿瘤转为“热肿瘤”,CD45+免疫细胞浸润增加。
机制揭秘:
去神经化抑制CAF的促癌表型,上调干扰素响应与抗原呈递通路,联合PD-1抑制剂(如纳武利尤单抗)疗效提升5.7倍。
2. 化疗药物的双重身份:靶向神经的“隐秘武器”
紫杉醇的意外收获:
Nab-紫杉醇除细胞毒作用外,可破坏感觉神经轴突运输,使肿瘤内神经支配减少62%;联合交感神经切除,抑瘤效果增强16.5倍。
临床印证:
接受紫杉醇/吉西他滨治疗的患者,肿瘤神经密度显著低于FOLFIRINOX方案组,为药物选择提供新维度。
图5展示Nab-紫杉醇如何通过去神经化作用于PDAC。这些数据表明Nab-紫杉醇不仅直接作用于肿瘤细胞,还可能通过影响神经细胞来抑制肿瘤生长
这项研究不仅重新定义了胰腺癌的生物学本质,更开辟了跨学科抗癌的新战场。当肿瘤学家与神经科学家携手,当技术革命照亮微观世界的黑暗角落,我们正站在改写“癌王”命运的历史节点。
1. 转化潜力
个体化去神经策略:
根据PCN特征筛选神经依赖型患者,定向阻断交感/感觉神经。
联合治疗新范式:
免疫治疗+神经靶向+化疗,或成PDAC一线方案。
2. 未解之谜
神经重编程的启动信号:
癌细胞如何远程操控神经元表型?
微环境时空异质性:
不同神经亚型在转移、耐药中的作用是否不同?
追问:下一个十年,人类能否将神经科学的智慧,转化为胰腺癌患者的生存奇迹?
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