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综述:胶质瘤-神经元相互作用:来自神经可塑性的见解
【字体: 大 中 小 】 时间:2025年09月12日 来源:Frontiers in Oncology 3.3
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本综述系统探讨了胶质瘤与神经元之间通过神经可塑性机制建立的复杂互作网络。文章揭示了胶质瘤细胞通过表达AMPA受体、GABAA受体等神经元特有蛋白,劫持神经环路衍生的信号(如NLGN-3、BDNF)促进自身增殖、迁移和干性维持,同时通过破坏神经传导稳态导致癫痫等神经功能障碍。该研究为靶向神经可塑性通路(如ADAM10、PI3K-mTOR)的胶质瘤治疗提供了新视角。
胶质瘤作为中枢神经系统最常见的原发性恶性肿瘤,其发生发展与神经可塑性存在深刻联系。近年研究发现,胶质瘤细胞能够主动参与神经环路活动,通过模拟少突胶质前体细胞(OPC)的生物学行为,劫持神经可塑性相关信号通路驱动肿瘤进展。
神经可塑性机制解析
神经可塑性是大脑响应内外刺激重构其结构、功能与连接的重要能力,涉及轴突可塑性、髓鞘可塑性与突触可塑性三个相互关联的层面。少突胶质前体细胞(OPC)作为成体脑中主要增殖群体,通过形成功能性突触接收谷氨酸能与GABA能神经元输入,精确调控髓鞘形成与修复过程。这种可塑性机制在胶质瘤中被恶性利用——单细胞转录组学显示,形成突触结构的胶质瘤细胞主要属于OPC样亚群。
神经信号驱动肿瘤生长
研究表明神经元活动通过突触连接直接促进胶质瘤进展。光遗传学调控嗅觉神经元活动可影响胶质瘤生长,视觉刺激能促进视神经胶质瘤增殖。意外的是,放疗通过增强神经元活动反而加速肿瘤生长。在分子机制上:
突触传递:胶质瘤细胞通过钙通透性AMPA受体接收神经元释放的谷氨酸,引发膜去极化促进肿瘤发展。GABAA受体激活则因NKCC1介导的高细胞内Cl-水平产生去极化效应
旁分泌信号:活动依赖性释放的神经连接蛋白-3(NLGN-3)被ADAM10剪切后激活 glioma细胞PI3K-mTOR、SRC激酶等多条致癌通路,形成自分泌正反馈
神经营养因子:BDNF通过TrkB受体促进AMPA受体向胶质瘤细胞膜运输,增强突触后电流幅度
神经网络远程调控
胶质瘤与神经网络形成紧密连接,不同脑区神经元对肿瘤的调控存在差异:皮层主要接收长程谷氨酸能神经元输入,纹状体则以短程GABA能神经元为主。研究发现对侧半球神经元激活可通过SEMA4F等分子促进肿瘤早期浸润,中脑胆碱能核团通过环路机制远程调控弥漫中线胶质瘤(DMG)增殖。
白质通路与肿瘤迁移
胶质瘤细胞沿白质纤维束播散是其治疗难点。髓鞘作为高度许可的粘附基质,其结构功能受神经元活动调节,显著影响胶质细胞瘤细胞的侵袭行为。虽然成熟神经元通过接触抑制可诱导胶质瘤细胞凋亡,但神经元对OPC的正常调控机制可能被肿瘤细胞利用,误将其识别为迁移引导信号。
干细胞特性调控
神经活动通过外泌体等机制增强胶质瘤干细胞(GSC)干性。OPC与巨噬细胞/小胶质细胞在肿瘤边界形成特殊微环境,其分泌的可溶性因子促进胶质瘤细胞干细胞特性获得,导致治疗抵抗与复发。
神经-免疫交互作用
神经元通过分泌CD200、SEMA3A、CX3CL1等因子调控小胶质细胞属性。在胶质瘤环境中,神经元信号传导改变导致T细胞Ccl4分泌增加和小胶质细胞Ccl5分泌,共同维持肿瘤生长。
神经网络扰动反馈
胶质瘤浸润影响皮层信息编码能力,肿瘤相关皮层网络呈现过度兴奋性。细胞外谷氨酸浓度可达正常脑组织的100倍,通过刺激神经元受体导致癫痫发作。研究显示70-90%的胶质瘤患者伴有癫痫诊断。
治疗策略与展望
神经可塑性相关分子成为潜在治疗靶点:ADAM10抑制剂可阻断NLGN-3释放;AMPAR拮抗剂Talampanel已显示临床潜力;T型钙通道Cav3调控可中断神经元-胶质瘤连接。值得注意的是常用药物劳拉西泮可能具有促瘤效应。未来需开发更精确的3D模型模拟神经环路环境,并区分发育性神经可塑性与病理性神经可塑性在儿童与成人胶质瘤中的差异作用。
该领域研究表明,通过调控神经可塑性机制可能为胶质瘤治疗开辟新途径,但需平衡对正常神经功能的影响。神经可塑性与肿瘤生物学的交叉研究将为脑肿瘤治疗提供革命性视角。
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