神经类型不同,肿瘤作用也可能不同

塔夫茨大学(Tufts University)团队在 2023 年发表于 Disease Models & Mechanisms 的综述,讨论了正常周围神经如何影响实体瘤,以及体外模型如何帮助发现新的抗肿瘤干预方向。文章关注神经与癌细胞的相互作用。

综述指出,交感、副交感与感觉神经的作用不能互相替代。同一种神经信号在不同癌种中也可能产生不同结果。例如,文中所引研究的副交感神经作用在前列腺癌和胃癌中促进肿瘤,在乳腺癌与胰腺癌中则表现出抑制作用。

对药物研究而言,观察神经密度与预后相关还不够,还需要识别具体细胞、受体与相互作用方式。神经可能释放可溶性信号,也可能通过细胞接触、物理支撑或电活动影响癌细胞。

细胞来源决定模型能回答哪些问题

作者比较了神经细胞系、原代神经元与诱导多能干细胞(induced pluripotent stem cells,iPSCs)衍生神经元。常用的 PC12 来自大鼠肾上腺嗜铬细胞瘤,可形成交感样神经特征;其突触形成能力与形态稳定性有限。

原代背根神经节(dorsal root ganglion,DRG)常用于感觉神经研究,但其中包含支配不同组织的神经元。没有进一步确认细胞组成时,某一共培养结果未必能代表特定器官的全部感觉神经。

iPSCs 为获得不同神经亚型提供了另一条路径。综述作者在 2023 年指出,当时尚未见这类衍生神经元用于神经—肿瘤相互作用研究,因此将其视为有待拓展的模型来源。

另一种细胞系 50B11 来自大鼠背根神经节,可形成感觉神经特征,但分化后存活时间较短,限制了可观察的过程。原代神经元也面临维持时间和持续供给的问题,细胞来源因此会直接影响实验时长与功能终点。

分泌信号与直接接触,需要不同共培养模型

条件培养液交换和多孔膜分隔,可用于研究一类细胞释放的因子如何影响另一类细胞。它们能够控制细胞之间的分离,却不能直接观察癌细胞是否沿着神经纤维移动。

直接共培养则保留接触关系。文章介绍的研究显示,部分癌细胞能够利用感觉神经纤维作为迁移路径;在三维基质中的胰腺癌细胞与感觉神经共培养,还可观察细胞朝神经纤维定向移动。

微流控和三维体系可进一步控制空间位置与基质环境。模型选择取决于药物研究希望改变的是分泌信号、接触迁移还是神经活动,相应的检测指标也需要围绕这些作用确定。

神经—肿瘤体外模型的细胞来源、共培养形式与分析终点

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神经—肿瘤体外模型的细胞来源、共培养形式与分析终点(Thanh T. Le and Madeleine J. Oudin / Disease Models & Mechanisms, 2023, Fig. 3;CC BY 4.0)

药物筛选还可加入神经功能与细胞来源分析

作者指出,多数现有共培养研究仅观察 7–14 天,常用终点局限于增殖和迁移。已有中枢神经模型能维持更长期的功能,综述将相关技术用于周围神经—肿瘤研究列为未来方向;转录组、蛋白质组和电活动测量则有助于分别分析癌细胞与神经元的变化。

文章举例介绍了按物种区分转录信号的共培养分析,用以观察人乳腺癌细胞与鼠感觉神经相互作用后的表达变化。这样的分析可以在混合体系中分辨两类细胞各自的响应。

面向新治疗方向,作者提出研究神经相关受体、既有神经系统药物的再利用,以及与传统抗肿瘤治疗的结合。不同体外模型可分别检验这些干预对细胞交流、增殖、迁移或电活动的影响。

来源与延伸阅读

  1. Understanding and modeling nerve–cancer interactions. Disease Models & Mechanisms. 2023. doi:10.1242/dmm.049729 ↗