斑马鱼异种移植模型揭示去甲肾上腺素通过肿瘤神经支配促进黑色素瘤进展的机制

本研究通过建立斑马鱼幼虫异种移植模型，首次在活体环境中揭示了黑色素瘤微环境中神经支配的动态变化，发现肿瘤细胞通过诱导轴突发生（axonogenesis）、树突发生（dendritogenesis）和神经发生（neurogenesis）重塑周围神经系统（PNS），并证实去甲肾上腺素（NA）通过激活β-肾上腺素能受体（ADRB2）显著促进黑色素瘤细胞迁移和远端侵袭。该研究为靶向神经信号的抗肿瘤治疗提供了新思路。

　　

黑色素瘤与神经系统的致命共舞：斑马鱼模型揭开肿瘤神经支配的隐秘机制

皮肤黑色素瘤作为最具侵袭性的皮肤癌类型，尽管仅占皮肤癌病例的1%，却造成了绝大多数皮肤癌相关死亡。尽管靶向免疫治疗的发展改善了患者生存率，但肿瘤微环境（TME）的动态变化和肿瘤细胞的高可塑性导致治疗耐药性问题日益突出。近年来，外周神经系统（PNS）在肿瘤进展中的作用逐渐受到关注，但黑色素瘤中神经支配的具体机制仍不清楚。

传统研究多依赖体外实验或小鼠模型，难以实时观察肿瘤与神经的相互作用。斑马鱼幼虫因其透明特性和丰富的转基因工具，成为研究TME的理想模型。来自AZELEAD等机构的研究团队利用这一优势，建立了人类黑色素瘤细胞（A375P）的斑马鱼异种移植模型，首次在活体环境中捕捉到肿瘤神经支配的动态过程，并揭示了去甲肾上腺素（NA）促进肿瘤进展的关键作用。相关成果发表在《Cell Death Discovery》上。

研究团队采用斑马鱼Tg(nbt:dsRed)转基因系标记神经元，通过显微注射将荧光标记的A375P细胞移植至3天龄斑马鱼幼虫的游泳囊（SB），利用共聚焦显微镜进行连续4天的活体成像。结合三维神经元形态分析（NeuronStudio软件）、Sholl树突复杂性分析和qPCR检测神经相关基因表达，系统评估了肿瘤对神经网络的调控作用。此外，通过共注射NA/肾上腺素（AD）模拟神经递质微环境，分析了儿茶酚胺对肿瘤侵袭的影响。

黑色素瘤异种移植重现侵袭性癌症特征
移植的A375P细胞在斑马鱼体内形成快速增殖的肿瘤，4天内面积增长296%（P<0.0001），Ki67阳性细胞比例在D2达到峰值。肿瘤细胞表现出显著的表型转换（phenotype switching），伸长细胞数量在D4增加861%（P<0.0001），并沿尾侧造血组织（CHT）等远端部位播散。炎症因子il1b和il8的高表达证实了促肿瘤炎症微环境的形成。

肿瘤诱导的神经重塑
在Tg(nbt:dsRed)模型中，研究人员观察到：

1. 轴突发生：靠近肿瘤的2号、3号轴突长度显著增加（P<0.05），胆碱乙酰转移酶（chata）表达在D4上调（P=0.0265），提示胆碱能神经元活性增强；
2. 树突发生：肿瘤周围神经元树突分支点数量在6小时即显著增加（P=0.0033），D4时Sholl分析显示2号轴突的树突复杂性最高；
3. 神经发生：肠道区域肠神经细胞数量增加（P=0.0293），早期神经发生标记物elavl3表达持续升高（P=0.0161），证实肿瘤激活了肠神经系统（ENS）的神经发生程序。

值得注意的是，高分辨率成像捕捉到黑色素瘤细胞与肠神经元的直接接触，以及肿瘤细胞沿轴突迁移的现象，这与临床观察到的神经周围浸润（PNI）高度相似。

儿茶酚胺驱动肿瘤进展
通过共注射NA/AD模拟神经递质微环境，研究发现：

• NA处理使肿瘤细胞迁移能力显著增强（P=0.0370）；
• 尾部侵袭率提高2.3倍（P=0.0097）；
• ADRB2表达维持稳定，支持β-肾上腺素能受体持续激活的可能性。

这项研究首次在活体模型中系统揭示了黑色素瘤通过神经支配获得侵袭能力的机制：肿瘤细胞不仅重塑周围神经网络（通过轴突发生、树突发生和神经发生），还利用神经结构作为迁移"高速公路"。更重要的是，证实了NA通过肾上腺素能信号直接促进肿瘤播散，为临床使用β受体阻滞剂（β-blockers）治疗黑色素瘤提供了理论依据。

该模型的优势在于能实时观察肿瘤-神经相互作用，未来可用于筛选靶向神经信号的新型抗癌药物。研究者特别指出，针对不同神经亚群（如胆碱能/肾上腺素能神经元）的特异性干预，可能成为克服肿瘤微环境异质性的新策略。这些发现不仅拓展了对肿瘤神经微环境的认知，也为开发联合神经调节与免疫治疗的综合方案开辟了道路。