Cell評論丨癌症神經生物學興起的路線圖

2020-11-09 BioArt

撰文 | Katherina


神經系統密切地對組織的發育，穩態，可塑性和再生進行著調控，而對癌細胞的生長和發病也是如此。許多研究逐步揭示了神經系統對多種正常和腫瘤組織的調控機理。因此，神經系統與癌症在系統上和局部上的交聯成為了癌症調控研究的新熱點。


不久前，史丹福大學Michelle Monje等在Cell發表評論文章Roadmap for the Emerging Field of Cancer Neuroscience，對這一領域的基本原理和亟待解決的問題做了闡述。


圖1：神經系統與癌症的相互作用


神經系統緊密控制癌症發病


神經系統就像循環系統一樣延伸到全身各處，從骨髓到唾液腺，幾乎所有的組織都受其影響。因此神經系統可以調控惡性腫瘤的起始，生長和轉移灶形成並不令人意外。神經細胞與癌細胞之間的作用機制隨組織各不相同，但一個統一的原則是，神經系統對某種癌症的作用方式與其對相應正常組織的作用方式相似。例如對於中樞神經系統（CNS），穀氨酸能神經元活性促進膠質前體細胞增殖，而穀氨酸能神經元同樣驅動著的惡性神經膠質瘤的生長。其機制涉及旁系分泌信號傳導和直接的電化學通訊。神經元和神經膠質細胞釋放的神經元活動依賴生長因子的促進了神經膠質瘤的變化。同時，惡性膠質瘤細胞間依靠間隙連接，同神經系統整合成了一個依賴電信號的交聯網絡。此外，乳腺癌細胞轉灶到腦部後也會接收神經遞質信號而被激活。


在中樞神經之外，外周神經系統散布的神經遞質和生長因子也可以在實驗條件下引發許多癌症，例如胰腺癌，胃癌，結腸癌，前列腺癌，乳腺癌，口腔癌，皮膚癌等。而神經系統的作用機制需要在具體環境下具體分析。在不同的組織中同一種神經元可能起到相反的效應。


神經系統與癌症的相互作用還可以通過其他類型的細胞來間接完成。神經系統調節血管生成可以依靠內皮細胞代謝或免疫系統功能等不同的機制。神經系統可通過這些機制，神經系統對腫瘤環境發揮著系統性的作用，因此需要來自腫瘤學，免疫學和神經科學的努力來剖析這些重要的神經-免疫-癌症間的相互作用。


癌症影響神經系統功能


癌症和神經系統的影響是雙向的，癌症可以造成神經系統的重塑和功能失調。膠質瘤分泌的信號會引發異常的突觸增生，提升神經可激活性，乃至中風。而其目的是為了促進依賴神經活性的膠質瘤生長。在外周神經系統中，癌症誘發軸突發生（Axonogenesis）進入腫瘤微環境，而其中神經密度與許多腫瘤類型的癌症侵襲力密切相關。許多癌症都可釋放神經營養帶白，如神經生長因子，以誘發軸突生長。腫瘤微環境還能促發神經前體細胞的分化和生長。此外，癌症還能侵入神經纖維，導致外周神經的重構和長期的疼痛。而這些對神經系統的影響都進一步擴大了神經系統與癌症的相互作用程度，加重了癌症的症狀。


癌症治療對神經系統的影響


傳統放療與化療對神經系統和有持續性的負面影響，通常被稱為認知功能損傷，表現為注意力、記憶力、多任務能力損傷，焦慮等。對癌症免疫治療的長期影響剛剛開始。然而人們並不清楚，癌症治療的效用中有多少是通過神經系統的病變和毒性介導的。因此有必要對相應機理進行研究來優化癌症治療的策略，減少副作用。


亟待解決的問題和跨領域合作


關於外周神經系統的基礎生物學還有很多未解之謎。關於發育和再生領域的知識同樣會對理解神經系統與癌症的相互作用大有幫助。近期快隨發展的單細胞分析和多能幹細胞模型對癌症分分型會起到重要作用，而這些都依賴更大範圍的跨領域的研究與合作。


原文連結：

https://doi.org/10.1016/j.cell.2020.03.034


製版人：琪醬

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