膠質(zhì)母細胞瘤(GBM)是最具侵襲性的原發(fā)性腦腫瘤,其形成受融入神經(jīng)網(wǎng)絡(luò )的影響。盡管谷氨酸能輸入與腫瘤進(jìn)展有關(guān),但神經(jīng)元-神經(jīng)膠質(zhì)瘤連接組的更廣泛結構和功能,目前仍不清楚。
2025 年 8 月 18 日,陸軍軍醫大學(xué)西南醫院卞修武院士、陳圖南副教授、馮華教授、李飛教授、聯(lián)勤保障部隊第904醫院王玉海教授作為共同通訊作者(楊陽(yáng)、楊川艷、陳雪竹為共同第一作者),在 Cell 子刊 Cancer Cell 上發(fā)表了題為:Long-range cholinergic input promotes glioblastoma progression 的研究論文。
該研究繪制了神經(jīng)元-膠質(zhì)瘤細胞全腦連接圖譜,首次在環(huán)路層面系統揭示了遠距離膽堿能神經(jīng)元調控對膠質(zhì)母細胞瘤(GBM)進(jìn)展的影響,以及不同神經(jīng)遞質(zhì)對 GBM 進(jìn)展的作用與機制,發(fā)現抗膽堿能藥物東莨菪堿能夠抑制 GBM 的生長(cháng),乙酰膽堿酯酶抑制劑多奈哌齊則會(huì )使病情加重,為"癌癥神經(jīng)科學(xué)"(Cancer Neuroscience)提供了新的認識和研究方向。
膠質(zhì)母細胞瘤(GBM)是最致命的原發(fā)性腦腫瘤,也是中樞神經(jīng)系統(CNS)癌癥相關(guān)死亡的主要原因。與許多其他惡性腫瘤不同,神經(jīng)膠質(zhì)瘤的浸潤主要局限于中樞神經(jīng)系統,這凸顯了腫瘤微環(huán)境在神經(jīng)膠質(zhì)瘤存活和進(jìn)展中的重要性。新的研究證據表明,神經(jīng)膠質(zhì)瘤細胞并非只是被動(dòng)的存在者,而是神經(jīng)回路中的積極參與者,它們與神經(jīng)元之間存在復雜的相互作用,從而促進(jìn)腫瘤的生長(cháng)。
神經(jīng)元活動(dòng)已被證實(shí)可通過(guò)釋放神經(jīng)連接蛋白-3(NLGN3)、腦源性神經(jīng)營(yíng)養因子(BDFN)、胰島素樣生長(cháng)因子-1(IGF- 1)以及軸突導向蛋白 SEMA4F 來(lái)驅動(dòng)神經(jīng)膠質(zhì)瘤的發(fā)生和侵襲。盡管最初認為神經(jīng)元與神經(jīng)膠質(zhì)瘤之間的相互作用僅依賴(lài)于旁分泌因子介導的信號轉導,但近期的研究揭示,通過(guò)局部谷氨酸能神經(jīng)元-神經(jīng)膠質(zhì)瘤突觸進(jìn)行的直接電化學(xué)信號轉導,對膠質(zhì)母細胞瘤的起始、生長(cháng)和侵襲有著(zhù)積極的促進(jìn)作用。
然而,神經(jīng)元與神經(jīng)膠質(zhì)瘤之間更廣泛的連接架構,尤其是來(lái)自長(cháng)距離回路和多種神經(jīng)遞質(zhì)系統的連接,仍不明確。
在神經(jīng)發(fā)育過(guò)程中,多種神經(jīng)遞質(zhì)系統調控神經(jīng)元的增殖和分化。值得注意的是,膠質(zhì)母細胞瘤細胞表達多種神經(jīng)遞質(zhì)受體,這表明它們可能直接融入神經(jīng)調控網(wǎng)絡(luò ),利用神經(jīng)遞質(zhì)信號轉導來(lái)利用中樞神經(jīng)系統環(huán)境促進(jìn)腫瘤進(jìn)展。
在這項最新研究中,研究團隊利用單突觸狂犬病毒示蹤技術(shù),研究團隊繪制了膠質(zhì)母細胞瘤患者的 GBM 細胞移植到小鼠不同腦區的全腦神經(jīng)輸入圖譜,并揭示了一種一致的組織邏輯:局部輸入主要為谷氨酸能,而長(cháng)距離連接則表現出多樣化的神經(jīng)遞質(zhì)特征,其中基底前腦膽堿能投射在不同部位均作為保守的輸入出現。
從功能上來(lái)說(shuō),突觸前乙酰膽堿的釋放通過(guò)毒蕈堿受體 CHRM3 以回路特異性的方式促進(jìn) GBM 的進(jìn)展。從機制上來(lái)說(shuō),谷氨酸能和膽堿能信號匯聚以增強神經(jīng)膠質(zhì)瘤的鈣瞬變,但在時(shí)間轉錄控制方面則有所不同,同時(shí)阻斷這兩種信號會(huì )產(chǎn)生累加的抗腫瘤效果。從治療角度來(lái)看,抗膽堿能藥物東莨菪堿能抑制神經(jīng)膠質(zhì)瘤的生長(cháng),而乙酰膽堿酯酶抑制劑多奈哌齊則會(huì )使病情加重。
這些發(fā)現揭示了神經(jīng)元與神經(jīng)膠質(zhì)瘤之間連接的復雜性,突顯了長(cháng)距離神經(jīng)調控通路作為膠質(zhì)母細胞瘤(GBM)有前景的治療靶點(diǎn)。
該研究的核心發(fā)現:
膠質(zhì)母細胞瘤通過(guò)局部和長(cháng)距離輸入整合到神經(jīng)回路中;
長(cháng)程膽堿能神經(jīng)元-神經(jīng)膠質(zhì)瘤連接在區域上是保守的;
CHRM3 依賴(lài)性乙酰膽堿信號轉導促進(jìn)回路特異性膠質(zhì)母細胞瘤生長(cháng);
雙重阻斷乙酰膽堿和谷氨酸通路產(chǎn)生累加的抗腫瘤效應。
論文鏈接:
https://www.cell.com/cancer-cell/abstract/S1535-6108(25)00330-7
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