研究人员发现，侵袭性肺癌细胞可以形成独立的电网络，使它们能够为自身的生长和扩散提供能量，类似于神经活动。他们还发现，支持性非神经内分泌细胞为这些电活性细胞提供乳酸，揭示了新疗法的潜在目标。
科学家发现，侵袭性肺癌细胞会创建自己的电网，帮助癌细胞扩散。这一独特特性可能揭示新的治疗机会。
英国弗朗西斯·克里克研究所的研究人员发现，某些侵袭性肺癌细胞可以形成自己的电网络，类似于人体的神经系统。
这种能力可能有助于这些癌细胞减少对周围环境的依赖，并可能增强其扩散能力。
小细胞肺癌 (SCLC) 是最难治疗的癌症类型之一，通常在确诊时就已经扩散。它主要由神经内分泌 (NE) 细胞发展而来，神经内分泌细胞在调节肺部的空气和血液流动方面发挥着作用。
在《自然》杂志发表的一项研究中，克里克研究小组调查了人类和小鼠小细胞肺癌样本中的电活动，以确定这种活动是否导致癌症的侵袭性。
他们利用神经科学技术发现，小细胞肺癌细胞已经“脱离了电网”。它们能够产生自己的电活动，在肿瘤内建立自己的电网，不再依赖身体的主要电源，包括肿瘤周围的神经。
为癌细胞提供能量由于发射电信号需要大量能量，研究人员研究了这种能量是如何产生的。
随着时间的推移，研究小组注意到，随着癌症的进展，基因表达发生了重要变化，导致一些细胞失去 NE 身份，成为非神经内分泌（非 NE）癌细胞。
他们还观察到，这些癌细胞共同协作，促进肿瘤发展。NE 细胞中启动了实现电通信的基因，而非 NE 细胞中启动了与产生支持性环境有关的基因。
研究人员发现，NE 细胞和非 NE 细胞表现出与神经元和星形胶质细胞（电脑细胞和支持它们的邻近管家细胞）类似的关系。与大脑中看到的过程一样，非 NE 细胞正在运送乳酸（NE 细胞的替代高效能源），以帮助为其电活动提供动力。阻断乳酸泵会降低 NE 细胞的电活动，表明这种关系对于肿瘤的自我支持非常重要。
电活动导致攻击性尽管DNA中存在相同的致癌变化，研究人员在小鼠身上发现非 NE 细胞并未扩散并引发身体其他部位的肿瘤。因此，为了确定电活动对 NE 细胞的影响，该团队使用了一种来自河豚的毒素，即河豚毒素 (TTX)，它可以抑制电活动。他们观察到 TTX 不会杀死培养皿中的 NE 细胞，但会降低其长期形成肿瘤的可能性，而对非 NE 细胞没有影响。
最后，研究小组研究了一组 SCLC 患者的电活动增加的分子标记，发现这些标记在癌细胞中比相邻的健康细胞中升高。他们还观察到，随着癌症的进展，非 NE 细胞显示出标记，表明它们越来越多地泵出乳酸。NE 细胞供能模式的这些变化与大多数无法建立自身电网络的其他癌症类型不同。
总之，这些结果表明，NE 细胞的电活动正在驱动肿瘤的生长和扩散，这是患者癌症死亡的主要原因。
“我们的研究表明，SCLC 中的 NE 细胞具有‘离网’能力，开始自行发电，并且由支持性的非 NE 细胞提供动力，而不是由大多数其他细胞使用的能量源提供动力。”这项研究的共同主要作者、博士后研究员 Paola Peinado Fernandez 表示：“我们发现了使这些类型的癌症更具侵袭性且更难治疗的特征。我们认为，癌细胞的这种获得性自主性可能会让它们摆脱对环境的依赖。”
“我们知道一些癌细胞可以模仿神经行为，但我们不知道发展独立的电子网络会如何影响疾病的发展。通过结合神经科学和癌症研究技术，我们能够从不同的角度看待这种疾病。”克里克癌症神经科学实验室主任 Leanne Li 表示：“要了解这种电活动的生物学影响以及使肿瘤更具侵袭性和更难治疗的特定疾病机制，还有很长的路要走。但我们希望，在了解这些癌细胞的供能方式时，我们也能发现未来治疗中可能存在的弱点。”
研究小组的下一步是研究电活动对其他类型癌症的影响，并研究针对小细胞肺癌的这种特性是否可以揭示新的治疗选择。
参考文献：“内在电活动驱动小细胞肺癌进展”，作者：Paola Peinado、Marco Stazi、Claudio Ballabio、Michael-Bogdan Margineanu、Zhaoqi Li、Caterina I. Colón、Min-Shu Hsieh、Shreoshi Pal Choudhuri、Victor Stastny、Seth Hamilton、Alix Le Marois、Jodie Collingridge、Linus Conrad、Yinxing Chen、Sheng Rong Ng、Margaret Magendantz、Arjun Bhutkar、Jin-Shing Chen、Erik Sahai、Benjamin J. Drapkin、Tyler Jacks、Matthew G. Vander Heiden、Maksym V. Kopanitsa、Hugh PC Robinson 和 Leanne Li，2025 年 2 月 12 日，《自然》。DOI：10.1038/s41586-024-08575-7
文章来源：弗朗西斯·克里克研究所（FC）
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