《細胞》子刊：癌細胞竟用傷害性感覺神經傷害我們！上交團隊發現，癌細胞可利用神經源性肽，克服“貧瘠”環境、壯大自己

與正常細胞相比，異常生長，過度增殖的腫瘤細胞往往需要更多的能量。因此，“餓死”腫瘤細胞是一種頗具吸引力的腫瘤治療方式。通過抑制腫瘤血管生成[1]、干擾腫瘤細胞獲取葡萄糖功能[2]等，可阻礙腫瘤細胞能量供給，進而誘導其死亡，這已成爲一種重要的腫瘤治療手段。

然而現實似乎並不如預期那般順利，狡猾的腫瘤細胞在飢餓環境下利用腫瘤微環境以獲取額外的營養來滿足其生長[3]。免疫細胞、成纖維細胞和內皮細胞在內的多種微環境細胞類型均可以被腫瘤細胞重新馴化，爲其提供足夠代謝底物。然而，作爲腫瘤微環境的重要組成成分，周圍神經是否參與其中，仍是個謎題。

以疼痛和神經侵襲（PNI）爲顯著特徵的口腔鱗狀細胞癌（OSCC），或許可以給我們答案。近日，上海交通大學季彤、王旭及孫樹洋聯手合作，在Cell Metabolism發表了他們的研究成果，破解這一謎題。

他們發現，OSCC腫瘤微環境中具有高密度的腫瘤相關傷害性感覺神經，腫瘤細胞可以利用傷害性感覺神經產生的神經源性肽，支持自己在飢餓環境中的成長，破壞腫瘤細胞和傷害性神經之間的相互作用，可以有效提高飢餓療法的抗腫瘤效果[4]。

論文首頁截圖

OSCC是一種具有高度糖酵解活性的惡性腫瘤，並通過誘導廣泛的血管生成以獲取生長所需營養。然而，抗糖酵解[5]和抗血管生成療法[6]療效並不理想，這表明腫瘤細胞可通過其他方式獲取營養。而傷害性感覺神經（即痛覺感覺神經）在其中的作用，則引起了季彤、王旭及孫樹洋等人的注意。

研究人員首先發現，OSCC中具有高密度的傷害性神經浸潤。其次，作爲神經細胞產生傷害感受活動的分子指標，降鈣素基因相關肽（CGRP）陽性神經比例較高的患者的總生存率（OS）較差。這表明腫瘤相關傷害性神經及其生物學活性在OSCC進展過程中發揮重要作用。

OSCC中具有較高密度的傷害性感覺神經（TRPV1陽性）

研究人員進一步建立了小鼠舌異種移植瘤模型。在異種移植物中均可檢測到高比例的CGRP陽性神經。在去除傷害性去神經元后，小鼠舌異種移植物明顯減小，表明傷害性神經有助於腫瘤的生長。

那麼OSCC中傷害性神經是如何促進腫瘤生長的呢？

爲了解答這一迷惑，研究人員首先構建共培養模型開展了體外實驗。出乎意料的是，在常規高糖培養條件下，與對照組相比並未觀察到腫瘤細胞生長顯著變化。

體內和體外實驗差異使研究人員認識到，腫瘤微環境成分可能會影響腫瘤細胞和傷害性神經之間的調節作用。他們先是通過免疫缺陷鼠的實驗排除了免疫細胞在其中發揮的作用。隨後通過對TCGA基因表達數據分析發現，OSCC中葡萄糖消耗量明顯高於正常組織和其他部位的腫瘤。有趣的是，當OSCC處於低葡萄糖條件下時，傷害性神經明顯促進了腫瘤細胞增殖。

低葡萄糖條件下傷害性神經促進腫瘤細胞生長

接下來，研究人員通過人爲改變小鼠異種移植腫瘤中的葡萄糖含量，或通過遺傳學手段抑制神經活動，均再次證明傷害性神經介導的促生長效應取決於低葡萄糖環境。

傷害性神經介導的促腫瘤生長效應依賴於低葡萄糖環境

神經細胞可以釋放許多分子，包括代謝產物、活性蛋白和核酸等，究竟是哪一個在傷害性神經調節腫瘤進展中發揮作用呢？

基於一系列研究結果，研究人員發現，是活性蛋白在傷害性神經的生長促進作用中起主要作用。

而剛纔提到的CGRP，便是傷害性神經分泌的主要活性蛋白。於是，研究人員使用CGRP受體拮抗劑Rimegepant處理細胞，或人爲干擾腫瘤細胞中CGPR受體CLR或RAMP1的表達，發現可以拮抗傷害性感覺神經對腫瘤細胞的促生長作用。這表明，在低葡萄糖環境中，傷害性神經對腫瘤細胞的促進作用依賴於神經源性CGRP。

進一步體內實驗表明，腫瘤內注射重組人CGRP（rhCGRP），可挽救由傷害性神經缺失所介導的腫瘤抑制作用。此外， 將CGRP編碼基因條件敲除能夠顯著抑制低葡萄糖環境中腫瘤進展，而CGRP的條件性過表達則具有相反的結果。這些結果再次證明，神經源性CGRP介導低糖環境中傷害性神經對腫瘤細胞的促進作用。

傷害性神經對腫瘤細胞的促進作用依賴於神經源性CGRP

GCRP表達與Ki67+腫瘤細胞的比例具有較高一致性

從機制上來看，研究人員發現在低葡萄糖環境中，神經源性CGRP可誘導腫瘤細胞發生保護性自噬。CGRP 可以激活腫瘤細胞內Rap1以阻礙Raptor-mTOR的相互作用，從而促進腫瘤細胞在乏糖環境下的細胞保護性自噬。

神經源性CGRP誘導腫瘤細胞自噬

接下來有必要考慮的問題是，腫瘤細胞是如何影響傷害性神經分泌CGRP的呢？

研究人員發現，在低葡萄糖條件下，腫瘤細胞中神經營養因子NGF水平顯著升高，而腫瘤細胞衍生的NGF可促進傷害性神經中CGRP的分泌。如果使用NGF受體TrkA的選擇性抑制劑GW-441756處理，即可阻斷CGRP分泌的增加。也就是說，在低葡萄糖環境中，腫瘤細胞通過NGF促進傷害性神經中CGRP的分泌。

研究人員進一步將c-Jun確定爲NGF的潛在調節因子。低葡萄糖環境下腫瘤細胞中的ROS水平顯著升高，激活JNK-c-Jun通路活化的c-Jun進一步激活NGF轉錄。

這種低葡萄糖環境中癌細胞和傷害性神經之間的雙向相互作用啓發研究人員，破壞這種惡性循環可能會加強腫瘤飢餓療法的療效。因此，CGRP受體拮抗劑Rimegepant或許是新的協同治療藥物。

爲驗證這一猜測，研究人員首先使用糖酵解抑制劑WZB117、Fasentin、Lonidamine和血管生成抑制劑安羅替尼處理腫瘤細胞，發現這些藥物顯著增加了人舌鱗癌細胞（Cal27）中的NGF水平，以及傷害性感覺神經中CGRP水平。這表明，抗糖酵解和抗血管生成的飢餓療法加劇了腫瘤細胞和傷害性神經之間的惡性循環。

接下來，研究人員將這些藥物與Rimegepant聯合應用治療小鼠異種移植瘤，結果顯著減少了舌異種移植瘤的大小。