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細思極恐!腦外腫瘤竟會“吸走”大腦中的神經(jīng)干細胞
2017年的一天,法國科學(xué)家Claire Magnon和她的學(xué)生被一組數(shù)據(jù)嚇壞了。
她們發(fā)現(xiàn),移植到模式小鼠身上的前列腺腫瘤生長一段時間之后,小鼠大腦腦室下區(qū)的神經(jīng)干細胞(或者神經(jīng)祖細胞)數(shù)量突然減少了。
按照正常的邏輯推理,導(dǎo)致這個現(xiàn)象的原因可能有兩個。
一個比較容易接受,就是那些神經(jīng)干細胞死了;另一個仔細想想有那么一絲絲驚悚,受腫瘤的影響,那些消失神經(jīng)干細胞走了,到其他地方去了。
那到底是死了,還是走了呢?
前不久,Magnon經(jīng)過多番嚴(yán)謹(jǐn)?shù)尿炞C之后,終于將她的研究成果發(fā)表在《自然》雜志上[1]。
結(jié)果是:那些消失的神經(jīng)干細胞走了,而且是順著血管遷移到前列腺腫瘤里面去了……
這件事兒,為什么細思極恐呢?我先說兩個現(xiàn)象。
早在2008年,就有科學(xué)家在前列腺癌中發(fā)現(xiàn)新生神經(jīng)纖維(神經(jīng)元的軸突延伸)[2]。隨后,有科學(xué)家發(fā)現(xiàn),腫瘤中新生的神經(jīng)纖維與腫瘤的發(fā)生和進展有關(guān)[3,4]。這是第一個。
第二個現(xiàn)象是,臨床研究發(fā)現(xiàn)癌癥患者存在認(rèn)知能力下降的現(xiàn)象,雖然有人指出,這可能與患者接受治療有關(guān)。但是Magnon的研究為另一種觀點提供了證據(jù),癌癥患者在接受治療之前就出現(xiàn)了認(rèn)知障礙,因為大腦的神經(jīng)干細胞被腫瘤“召喚”走了。
怎么樣,信息量是不是有點兒大?
你可以在這里稍微停一會兒,自己先咂摸咂摸;也可以接著往下看,讓奇點糕把這里面的道理給你講清楚。
神經(jīng)是人體極其重要的組成部分,個體的發(fā)育,組織的修復(fù)和再生都離不開神經(jīng)[5,6]。對于腫瘤而言也是如此,腫瘤的形成和發(fā)展,也離不開血管、淋巴管和神經(jīng)[5]。
很多研究都發(fā)現(xiàn),在包括前列腺癌[3]、胃癌[7]、乳腺癌[8]、胰腺癌[9]、結(jié)腸癌[10]和皮膚癌[11]的腫瘤中,都能觀察到神經(jīng)纖 維的滲透和擴展。這個過程有點兒類似腫瘤組織旁的血管,往腫瘤里面長毛細血管。而這些長進來的神經(jīng)纖維,會釋放一些神經(jīng)信號,促進腫瘤的生長和轉(zhuǎn)移 [12]。
而切斷這些神經(jīng)纖維,或者用藥物阻斷神經(jīng)信號的傳遞,可以有效抑制腫瘤的生長,減少癌細胞的擴散轉(zhuǎn)移[3,7,11]。
神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)對腫瘤生長和發(fā)展的重要性可見一斑。
如果要僅僅是在腫瘤內(nèi)發(fā)現(xiàn)周圍神經(jīng)元把神經(jīng)纖維伸進來了,其實這事兒也就完了。
不過偏偏有研究在前列腺腫瘤中發(fā)現(xiàn)了新的神經(jīng)元[2]。新生神經(jīng)元可與神經(jīng)元伸長自己的爪爪神經(jīng)纖維不同。
為啥呢?
看過我們之前文章的朋友們肯定都知道,關(guān)于腦神經(jīng)究竟能不能再生這個問題,學(xué)術(shù)界近幾年簡直是吵翻了天。一會兒“死一個少一個”,一會兒“下到 不會走,上到99都有腦神經(jīng)再生”,甚至還有研究認(rèn)為“阿爾茨海默病患者的大腦仍有神經(jīng)再生”。(沒看過的,可以點超鏈接去看看)
不過,總的來說,還是能再生的證據(jù)占了上風(fēng)。而且比較一致的觀點是,腦神經(jīng)的再生主要發(fā)生在腦室下區(qū)和海馬的齒狀回這兩個區(qū)域[13]。
作為中樞神經(jīng)的聚集地,大腦的神經(jīng)再生問題都吵吵了那么久,才稍有眉目。
那前列腺腫瘤里面的新生神經(jīng)是真的嗎?如果是真的,它們又是打哪里來的呢?(肯定不會是癌細胞自己變的)
上面兩個問題深深扎根在Magnon教授心里。
Magnon教授做的第一件事兒,就是找到52名前列腺癌患者,深入研究了他們腫瘤的細胞類型。很順利地找到了表達雙皮質(zhì)素(DCX)的細胞。
這個雙皮質(zhì)素可不是一般的蛋白,它是神經(jīng)干細胞的傳統(tǒng)標(biāo)志物[14],有它在基本就可以認(rèn)為是神經(jīng)干細胞在場了。這基本就暗示,腫瘤里確實有從中樞神經(jīng)系統(tǒng)“溜達”過來的神經(jīng)細胞。
緊接著,Magnon教授發(fā)現(xiàn)表達雙皮質(zhì)素細胞的數(shù)量與患者疾病的嚴(yán)重程度呈顯著的正相關(guān)?!斑@一令人驚訝的發(fā)現(xiàn)表明,成人腦外存在表達雙皮質(zhì)素的神經(jīng)干細胞,而且它們很好地參與了腫瘤中新神經(jīng)元的形成,”Magnon教授表示。
那這些神經(jīng)干細胞究竟是從哪里來的呢?
為了解決這個問題,Magnon教授團隊構(gòu)建了模式小鼠。然后將前列腺腫瘤移植到小鼠身上,一段時間后,她們觀察到了文章開頭的現(xiàn)象:腦室下區(qū)的神經(jīng)干細胞減少了。
不過這顯然不足以證明腫瘤內(nèi)的神經(jīng)干細胞就是腦室下區(qū)消失的那些。
解決這個問題的最好辦法就是親眼見到神經(jīng)干細胞的遷移。
于是她們給小鼠大腦中的神經(jīng)干細胞做了熒光標(biāo)記。最終結(jié)果沒有讓Magnon失望,有熒光標(biāo)記的神經(jīng)干細胞如約出現(xiàn)在距離大腦很遠的腫瘤中。
腫瘤中的神經(jīng)干細胞的的確確來自大腦,實錘了!
后續(xù)分析發(fā)現(xiàn),移植了腫瘤的小鼠腦室下區(qū)的血腦屏障通透性異常,變得有利于神經(jīng)干細胞通過,并進入血液(好像被放行了)。不過癌細胞究竟是如何遠距離操控血腦屏障,并成功“召喚”走神經(jīng)干細胞的,Magnon還不知道。
此外,他們也在小鼠體內(nèi)證實,表達雙皮質(zhì)素的神經(jīng)干細胞與腫瘤的發(fā)生和發(fā)展有關(guān)。當(dāng)特異性消除這些神經(jīng)細胞時,小鼠的腫瘤生長受阻。而且研究人員在腸癌、肝癌和肺癌等癌癥模型上也觀察到類似的現(xiàn)象。
總的來說,這個研究為前列腺癌中神經(jīng)新生提出了一個新機制,這可能有助于癌癥的治療。不過臨床應(yīng)用價值究竟如何,還需要進一步的研究。最關(guān)鍵的是,這背后的分子機制究竟究竟是什么,需要盡快找出來。
不知道大家看完Magnon團隊的研究作何感想。反正奇點糕是被震驚的差點兒下巴都掉了。
想想這癌細胞也真是能耐,這次竟然打起了人體最高司令部的主意。而且一個“電話”就調(diào)出了最高智囊團隊,千里迢迢、風(fēng)塵仆仆奔赴腫瘤,為腫瘤的發(fā)展壯大出謀劃策,而且腫瘤連個車都沒給安排。
相比之下,癌細胞策反腫瘤基質(zhì)細胞和免疫細胞,那真是不值一提了。