神经肽Y与TGFβ信号对话：揭示口腔鳞癌神经侵袭新机制

《British Journal of Cancer》：Crosstalk of NPY and TGFβ orchestrates the signaling to facilitate perineural invasion of oral squamous cell carcinoma

本研究针对口腔鳞癌(OSCC)高发神经侵袭(PNI)导致预后差的临床难题，揭示了交感神经源性神经肽Y(NPY)通过其受体NPY1R与TGFβ信号通路协同调控肿瘤恶性进展的新机制。研究人员通过多组学分析发现NPY1R在PNI微环境中特异性高表达，并证实NPY-NPY1R轴通过激活ERK和Smad2信号促进肿瘤增殖侵袭。动物实验证明NPY1R抑制剂可显著抑制肿瘤生长和PNI，为OSCC治疗提供了新的靶向策略。

　　

在口腔这个神经分布密集的特殊区域，口腔鳞状细胞癌(OSCC)展现出一种独特的侵袭行为——神经侵袭(PNI)。当肿瘤细胞像藤蔓一样沿着神经纤维浸润生长时，患者的预后往往急转直下，复发和转移风险显著升高。超过80%的OSCC病例存在PNI现象，这使得临床治疗陷入困境：即使手术切除，也常常需要辅以激进的治疗方案。然而，肿瘤细胞为何对神经如此"情有独钟"？神经又是如何为肿瘤的侵袭行为"铺路搭桥"？这个肿瘤-神经相互作用的分子对话机制，长期以来是癌症研究领域的黑箱。

传统观点将PNI视为单纯的物理侵袭过程，但近年研究发现，这实际上是一场精密的分子"共舞"。神经末梢释放的神经肽、神经递质等信号分子，与肿瘤细胞分泌的因子形成复杂的交流网络。其中，神经肽Y(NPY)作为交感神经系统的关键信使，在能量代谢和应激反应中扮演重要角色，但其在肿瘤神经侵袭中的作用却鲜为人知。与此同时，转化生长因子β(TGFβ)作为肿瘤微环境的核心调控者，其与神经信号的通路交叉更是未知领域。正是这些认知空白，促使中国医科大学的研究团队展开了这项深入探索。

研究人员首先从临床样本入手，通过对103例OSCC患者组织的分析证实，PNI阳性及肿瘤-神经距离≤27μm的患者生存期显著缩短。通过免疫荧光染色，他们发现NPY不仅存在于神经纤维，还富集于PNI微环境，特别是在侵袭前沿。而更令人惊讶的是，肿瘤细胞表面的NPY受体NPY1R表达水平与肿瘤恶性程度呈正相关——低分化(G3+G4)肿瘤中NPY1R表达显著升高，且与TNM分期、淋巴结转移及不良预后密切关联。

机制探索揭示了更精彩的剧情：NPY通过NPY1R不仅激活了经典的ERK1/2通路，还意外地"劫持"了TGFβ信号的核心分子Smad2。这种跨通路激活具有双向调控特点：TGFβ1处理会上调NPY1R表达，形成正反馈循环。功能实验表明，NPY能促进OSCC细胞增殖、迁移和侵袭，而NPY1R抑制剂BIBO3304或TβRI抑制剂LY2157299均可阻断这些效应。

为了验证NPY1R的因果作用，研究团队构建了NPY1R过表达和敲低的稳转细胞系。过表达NPY1R不仅增强了下游信号激活，还导致细胞出现配体非依赖性的基础活性升高，这提示NPY1R可能具有GPCR典型的 constitutive activity（构成性活性）特征。在三维培养模型中，NPY1R过表达细胞形成更大的球体并产生更多出芽结构，模拟了体内肿瘤侵袭的恶性表型。

研究的最终验证在舌原位移植瘤模型中进行。NPY1R过表达组肿瘤生长迅速，侵袭性强，不仅侵犯周围神经，还出现淋巴结转移。组织学分析显示，侵袭前沿的肿瘤出芽区域同时高表达NPY1R和TβRI，完美复现了临床样本中的发现。而用NPY1R抑制剂BIBO3304治疗的小鼠，肿瘤生长和PNI均受到显著抑制，为临床转化提供了直接证据。

关键技术方法包括：利用103例OSCC患者队列进行组织芯片和免疫组化分析；TCGA数据库生物信息学挖掘；免疫荧光共定位技术；基因敲低/过表达细胞模型构建；舌原位移植瘤动物模型；NPY1R药理抑制实验。

NPY1R在PNI中的表达及其与OSCC恶性程度的相关性

通过组织学分析发现，PNI阳性病例肿瘤-神经距离更近，患者预后更差。NPY在神经周围微环境富集，NPY1R在侵袭前沿肿瘤细胞膜上高表达。临床样本验证NPY1R表达与病理分级、TNM分期、淋巴结转移及生存率显著相关。

NPY信号与TGFβ信号在PNI环境中的交叉对话

基因富集分析显示PNI相关基因显著富集于TGFβ信号通路。免疫荧光证实NPY1R与TβRI在侵袭神经的肿瘤细胞中共表达。体外实验表明NPY通过NPY1R激活Smad2磷酸化，且该过程依赖TβRI激酶活性。

NPY促进OSCC细胞增殖和侵袭

功能实验证实NPY处理促进细胞增殖和三维球体形成，NPY1R抑制剂可逆转该效应。Transwell和小室侵袭实验显示NPY增强细胞迁移侵袭能力，TβRI抑制剂能有效抑制这一过程。

NPY1R介导OSCC细胞增殖和侵袭

基因操作实验证明NPY1R过表达增强下游信号激活和恶性表型，而敲低NPY1R产生相反效果。NPY1R过表达细胞表现出更强的增殖、出芽和侵袭能力，且NPY诱导的肿瘤出芽依赖TβRI活性。

NPY1R在体内促进肿瘤进展

动物实验显示NPY1R过表达显著促进肿瘤生长、淋巴结转移和周围组织侵袭。组织学分析发现侵袭前沿出芽区域同时高表达NPY1R和TβRI，与临床观察一致。

NPY1R促进PNI发生

PNI定量分析表明NPY1R过表达组肿瘤-神经距离更近，神经密度更高。NPY1R抑制剂治疗能显著抑制肿瘤生长和PNI，证明该通路的治疗靶向价值。

这项研究首次系统揭示了NPY-NPY1R-TGFβ轴在OSCC神经侵袭中的核心作用。交感神经在肿瘤应激下释放NPY，肿瘤细胞通过高表达NPY1R感知这一信号，进而协同激活ERK和Smad2通路，驱动增殖侵袭程序。这种神经-肿瘤的分子对话不仅解释了PNI的发病机制，更重要的是提供了新的治疗靶点。研究发现的NPY1R抑制剂抗肿瘤效应，为临床干预PNI提供了直接依据。

值得注意的是，NPY信号在不同癌症中展现 context-dependent（情境依赖性）效应：在乳腺癌中促进血管生成，在神经母细胞瘤中增强转移，而在尤文氏肉瘤中却诱导凋亡。这种差异性提示肿瘤微环境的特异性决定了NPY信号的最终输出。在OSCC中，NPY1R的上调与TGFβ信号的协同作用，可能反映了口腔特殊神经分布微环境下的独特适应机制。

该研究的临床意义在于，NPY1R表达可作为OSCC预后生物标志物，而NPY1R靶向治疗则有望成为PNI阳性患者的精准策略。随着对肿瘤-神经相互作用认识的深入，阻断这种"恶性对话"可能成为改善OSCC患者预后的新突破口。