《Nature》肺癌细胞竟然类似大脑神经元，能发电！

科学家发现，侵袭性肺癌细胞创造了自己的电网，帮助它们扩散....

　　

科学家发现，侵袭性肺癌细胞会形成自己的电网，从而帮助它们扩散。这一独特特征可能揭示了新的治疗机会。

来自弗朗西斯·克里克研究所（Francis Crick Institute）的研究人员发现，某些侵袭性肺癌细胞能够形成自己的电网络，类似于人体的神经系统。

这种能力可能使这些癌细胞对其周围环境的依赖性降低，并可能增强它们的扩散能力。

小细胞肺癌（SCLC）是最难治疗的癌症类型之一，通常在确诊时已经广泛扩散。它主要起源于神经内分泌（NE）细胞，这些细胞在调节肺部的空气和血液流动中发挥作用。

在发表于《Nature》的一项研究中，克里克研究所的研究团队调查了人类和小鼠SCLC样本中的电活动，以确定这种活动是否促成了癌症的侵袭性

利用神经科学技术，他们发现SCLC细胞已经“离网”运行。它们能够产生自己的电活动，在肿瘤内建立自己的电网络，并独立于身体的主要电供应，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，研究人员调查了这种能量是如何产生的。

随着时间推移，团队注意到在癌症进展过程中基因表达发生了重要变化，导致一些细胞失去了它们的神经内分泌（NE）特性，变成了非神经内分泌（non-NE）癌细胞。

他们还观察到，这些癌细胞共同协作以促进肿瘤发展。在NE细胞中开启了实现电通信的基因，而在non-NE细胞中开启了产生支持环境的基因。

研究人员发现，NE细胞和non-NE细胞表现出类似于神经元和星形胶质细胞之间的关系——大脑中的电活动细胞和为它们提供支持的邻近管家细胞。就像大脑中观察到的过程一样，non-NE细胞将乳酸（NE细胞的一种替代且高效的能源）输送给NE细胞，以帮助它们的电活动。阻断乳酸泵会降低NE细胞的电活动，表明这种关系对肿瘤自我支持很重要。

电活动导致侵袭性

尽管在它们的DNA中具有相同的致癌变化，研究人员在小鼠中观察到non-NE细胞并没有扩散并在身体其他部位形成肿瘤。因此，为了确定NE细胞中电活动的影响，团队使用了一种来自河豚的毒素——河豚毒素（TTX），它能抑制电活动。他们观察到TTX并没有杀死培养皿中的NE细胞，但降低了它们形成长期肿瘤的潜力，对non-NE细胞没有影响。

最后，团队观察了一组患有SCLC的人群中电活动增加的分子标记，发现与相邻的健康细胞相比，这些标记在癌细胞中有所升高。他们还观察到，随着癌症的进展，non-NE细胞显示出越来越多地泵出乳酸的标记。NE细胞的这种供能模式与其他大多数无法建立自己的电网络的癌症类型不同。

综合来看，这些结果表明，NE细胞的电活动推动了肿瘤生长和扩散的能力，这是导致患者癌症死亡的主要原因。

该研究的共同第一作者、博士后研究员Paola Peinado Fernandez表示：“我们的研究表明，SCLC中的NE细胞有能力‘离网’，开始产生自己的电力供应，并且由支持性的non-NE细胞提供能量，而不是使用大多数其他细胞所使用的能源来源。我们已经确定了一个特征，使这些类型的癌症更具侵袭性且更难治疗。我们认为，癌细胞获得的这种自主性可能使它们摆脱了对环境的依赖。”

克里克癌症神经科学实验室负责人Leanne Li表示：“我们知道一些癌细胞可以模仿神经行为，但我们不知道发展一个独立的电网络可能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。要理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具体疾病机制，还有很长的路要走。但我们希望，通过了解这些癌细胞是如何获得能量的，我们也能发现未来治疗可以针对的弱点。”

研究团队的下一步是研究其他类型癌症中的电活动的影响，并调查在小细胞肺癌中针对这一特性是否可以揭示新的治疗选择。