巨噬细胞分泌的神经营养因子通过诱导轴主要生产促进三阴性乳腺癌肿瘤生长

《CELL DEATH AND DIFFERENTIATION》：Macrophage-secreted brain-derived neurotrophic factor promotes tumor growth in triple-negative breast cancer by inducing axonogenesis

　　

肿瘤浸润神经在促进肿瘤生长和进展中发挥关键作用；然而，驱动肿瘤神经支配的机制尚不清楚。肿瘤转化后，会招募周围外周神经进入肿瘤微环境（TME）以获得自身神经支配，这一过程称为轴突发生（axonogenesis）。虽然体外研究提示肿瘤细胞来源的神经营养因子，如脑源性神经营养因子（BDNF），可驱动轴突发生，但这一现象尚未在体内得到证实。在伤口愈合过程中，巨噬细胞是神经营养因子的主要来源。鉴于巨噬细胞在乳腺癌生长中的关键作用，研究人员在体内探究了这些免疫细胞是否驱动乳腺肿瘤的轴突发生。将同系Py230小鼠三阴性乳腺癌（TNBC）细胞移植至正常小鼠及缺乏免疫来源BDNF的小鼠体内，并将来自野生型或免疫BDNF缺陷小鼠的骨髓来源巨噬细胞移植至荷瘤受体小鼠，以确定巨噬细胞来源的BDNF是否足以恢复肿瘤生长和神经支配。研究人员发现，缺乏免疫来源BDNF时移植的TNBC无法生长，且TME中巨噬细胞的耗竭会损害肿瘤神经支配。值得注意的是，野生型巨噬细胞的引入可恢复缺乏免疫来源BDNF小鼠的肿瘤生长和神经支配，证明巨噬细胞对体内肿瘤轴突发生既是必要的也是充分的。在缺乏感觉性肿瘤神经支配的情况下，肿瘤生长显著降低。此外，靶向BDNF信号可减弱TNBC的生长和神经支配。该研究发现巨噬细胞是驱动乳腺癌轴突发生的关键BDNF来源，并提示选择性靶向BDNF信号可能通过破坏肿瘤神经支配为TNBC治疗提供一种新策略。

该研究聚焦于三阴性乳腺癌（TNBC）肿瘤神经支配的关键机制，发表于《CELL DEATH AND DIFFERENTIATION》。研究背景源于肿瘤微环境（TME）中神经成分的新兴作用——肿瘤浸润神经已被证实能促进肿瘤生长与进展，但驱动肿瘤神经支配的具体机制长期不明。肿瘤细胞通过轴突发生（axonogenesis）过程招募外周神经，传统观点认为肿瘤细胞自身分泌的神经营养因子（如BDNF）是主要驱动力，但体内证据缺失。同时，伤口愈合中巨噬细胞作为神经营养因子关键来源的现象，以及肿瘤"永不愈合伤口"的特性，促使研究人员假设肿瘤相关巨噬细胞（TAMs）可能是BDNF的关键来源。

研究所用的关键技术方法包括：利用Vav1Cre及Vav1Cre; Bdnf^fl/fl、Cx3cr1Cre; Bdnf^fl/fl和Trpv1Cre; DTA^fl/wt等基因工程小鼠模型；Py230、4T1、E0771及E0771-OVA等同系TNBC移植瘤模型；氯膦酸钠脂质体巨噬细胞耗竭及骨髓来源巨噬细胞（BMDMs）过继转移；树脂毒素（RTX）化学消融与Trpv1^CreDTA^fl/wt基因敲除两种感觉神经去除策略；TUBB3、TH、Nav 1.8等免疫组织化学/免疫荧光染色结合ImageJ定量分析；流式细胞术检测BDNF表达及巨噬细胞极化标志物；RT-qPCR检测基因表达；以及TCGA数据库TIMER 2.0算法的生存分析与相关性分析。

**免疫来源BDNF缺失减少肿瘤神经支配**：研究人员将Py230 TNBC细胞移植至Vav1 Bdnf KO（免疫BDNF缺失）小鼠及其野生型同窝对照，随访70天。结果显示，60%的Vav1 Bdnf KO小鼠未能成瘤，成瘤者也仅为低级别导管原位癌，体积显著小于对照组。免疫荧光显示，Vav1 Bdnf KO小鼠肿瘤中泛神经元标志物TUBB3荧光强度显著降低，其中感觉神经标志物Nav 1.8（电压门控钠通道）显著减少，而交感神经标志物TH无变化，表明免疫来源BDNF特异性调控感觉神经浸润。

**感觉神经耗竭限制TNBC生长**：通过RTX化学消融TRPV1⁺感觉神经，或使用Trpv1^CreDTA^fl/wt转基因小鼠遗传学去除感觉神经，在Py230、E0771及E0771-OVA三种TNBC模型中均观察到肿瘤生长显著受抑，证明感觉神经对TNBC生长不可或缺。

**促肿瘤巨噬细胞是BDNF的主要免疫来源**：动态分析显示肿瘤BDNF mRNA在移植后第15天达峰值，此时流式检测显示BDNF主要由巨噬细胞表达。体外实验中，4T1肿瘤条件培养基（TCM）可将BMDMs极化为ArgI⁺促肿瘤表型，且BDNF表达仅限于该群体；所有条件下BDNF⁺巨噬细胞均偏向表达促肿瘤标志物CD206而非CD38，证实其促肿瘤极化特性。

**BDNF表达与人乳腺癌巨噬细胞浸润正相关**：TCGA数据库分析显示，乳腺癌患者中巨噬细胞浸润水平与预后不良Z评分相关；以BDNF表达为协变量时，高巨噬细胞浸润且高BDNF表达组患者150个月生存率最低。TIMER算法证实BDNF表达与巨噬细胞浸润存在显著正相关。

**肿瘤相关巨噬细胞对TNBC神经支配至关重要**：氯膦酸钠脂质体耗竭巨噬细胞后，Py230肿瘤体积显著缩小且TUBB3⁺神经支配减少。Cx3cr1 Bdnf KO小鼠（巨噬细胞特异性BDNF缺失）中2/3未能成瘤，唯一成瘤者神经支配严重缺陷，遗传学证实巨噬细胞来源BDNF的必要性。

**巨噬细胞来源BDNF恢复Vav1 Bdnf KO小鼠肿瘤生长与神经支配**：向Vav1 Bdnf KO小鼠过继转移野生型BMDMs，可使78%小鼠恢复成瘤能力，肿瘤体积与野生型对照相当，TUBB3⁺神经支配也得以恢复；而转移Vav1 Bdnf KO BMDMs则无此效果，证明巨噬细胞来源BDNF对肿瘤轴突发生具有充分性。

**TRK抑制减少肿瘤体积并限制TNBC神经支配**：泛TRK抑制剂entrectinib口服治疗显著抑制Py230和4T1两种模型肿瘤生长，同时TUBB3⁺神经支配显著减少，在ETV6-NTRK3驱动肿瘤中同样有效，证实BDNF/TRKB信号轴是TNBC治疗靶点。

讨论部分指出，尽管肿瘤细胞、间充质基质细胞及癌相关成纤维细胞均可产生BDNF，但巨噬细胞是TNBC中驱动神经支配的优势来源。感觉神经不仅通过BDNF/TRKB轴促进轴突发生，还可通过促进血管生成和抑制抗肿瘤免疫等多重机制支持肿瘤进展。研究人员特别强调，当前TRK抑制剂仅限于NTRK融合阳性患者，而本研究揭示entrectinib在非融合TNBC模型中的疗效，提示TRKB选择性抑制可能拓宽治疗窗口并减少脱靶毒性。研究结论为：巨噬细胞来源BDNF是TNBC肿瘤轴突发生的关键驱动因素，靶向BDNF/TRKB信号轴是治疗TNBC的可行策略；评估BDNF表达或肿瘤神经支配程度可能作为预后生物标志物。该研究确立了巨噬细胞-BDNF-感觉神经轴在TNBC中的核心作用，为开发针对肿瘤神经微环境的新型治疗手段奠定了理论基础。