综述:劫持稳态:肿瘤发病机制中的脑-体神经回路与新兴治疗前沿

时间:2025年7月26日
来源:Molecular Cancer

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这篇综述创新性地提出肿瘤通过劫持脑-体神经对话(brain-body crosstalk)重构稳态的机制,系统阐述了神经系统通过感知(interception)、免疫感知(immunoception)等六维调控网络与肿瘤微环境(TME)的互作,揭示了神经-肿瘤双向通讯通过交感/副交感神经(SNS/PNS)和下丘脑-垂体-肾上腺轴(HPA轴)驱动肿瘤标志性特征获取的分子路径,为靶向神经回路(如β-AR阻断剂)和生物节律干预等创新疗法提供了理论框架。

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肿瘤宏观环境:从神经支配的TME到脑-体对话

现代肿瘤研究已超越局部病灶认知,将肿瘤视为与宿主多器官互动的"新生器官"。肿瘤通过分泌IL-6、GDF15等因子建立包含缺氧、代谢、神经浸润等六维微环境,其中神经递质介导的"神经浸润生态位"尤为关键。2020年提出的癌症神经科学(cancer neuroscience)揭示,胶质瘤能与神经元形成功能性突触,而前列腺癌中自主神经通过去甲肾上腺素(NE)信号促进转移,这些发现革新了肿瘤生物学认知。

脑-体对话:维持系统性稳态的基石

生理状态下,机体通过六层感知网络维持稳态:

  • 内感受:下丘脑通过神经肽Y(NPY)调控食欲
  • 伤害感受:脊髓背角整合疼痛信号形成神经-免疫对话
  • 神经感知:交感/副交感神经动态调控器官功能
  • 内分泌感知:HPA轴通过皮质醇反馈调节应激反应
  • 代谢感知:自主神经系统(ANS)协调胃肠道能量代谢
  • 免疫感知:迷走神经通过乙酰胆碱(ACh)抑制炎症因子

这种多维度调控网络构成机体应对内外环境挑战的神经生物学基础。

肿瘤劫持神经回路的生存策略

恶性肿瘤通过重构神经-免疫-代谢轴获取生长优势:
增强肿瘤标志能力

  • 增殖信号:低级别胶质瘤(LGGs)通过神经连接蛋白-3(neuroligin-3)响应光刺激;乳腺癌激活中央杏仁核CRH神经元驱动交感神经增殖信号
  • 抵抗凋亡:前列腺癌模型中β23-AR缺失显著增加上皮细胞凋亡
  • 转移侵袭:胰腺导管腺癌(PDAC)通过c-Jun/AP-1重编程雪旺细胞形成"肿瘤轨道"促进神经周围侵袭(PNI)
  • 促炎微环境:神经纤维瘤微环境中CD8+T细胞通过CCL5招募免疫抑制性髓系细胞

重塑TME生态

  • 缺氧生态位:HIF-1α诱导的VEGF促进神经浸润与血管生成
  • 免疫微环境:NE通过β2-AR使巨噬细胞向M2型极化,抑制NK细胞毒性
  • 代谢重编程:口腔鳞癌中降钙素基因相关肽(CGRP)诱导保护性自噬
  • 酸性生态位:应激肾上腺素通过LDHA促进乳酸堆积
  • 神经浸润:乳腺癌募集脑室下区双皮质素+神经前体细胞

破坏生物节律
肝癌通过改变视交叉上核(SCN)神经元活动扰乱昼夜节律,而循环肿瘤细胞(CTCs)在静息期脱落增加,揭示节律调控转移的时空特性。

宿主神经防御战

机体通过多轴系反击肿瘤侵袭:

  • HPA轴:急性应激时糖皮质激素抑制NF-κB信号
  • HPG轴:GnRH类似物下调雌激素受体(ER)通路
  • 脑-肠轴:短链脂肪酸(SCFAs)通过组蛋白去乙酰化酶抑制直接诱导凋亡
  • 神经-免疫轴:迷走神经刺激(VNS)激活α7nAChR抗炎通路

神经靶向治疗新纪元

精准干预策略

  • 老药新用:普萘洛尔阻断β-AR信号,拉罗替尼抑制NGF/TrkA通路
  • 节律疗法:晚间PD-1抗体给药利用CD8+T细胞活性峰值
  • 神经调控:经皮迷走神经刺激(taVNS)降低IL-6水平

联合治疗突破

  • 三环类抗抑郁药增强化疗敏感性
  • 纳米载体Lar@NP-OMVs同步阻断神经浸润和重塑TAMs表型

整体医学实践
正念减压训练(MBCR)通过下调前额叶NE-CLOCK轴缓解焦虑,而环境富集(EE)激活下丘脑BDNF通路抑制瘦素信号,展现心理-神经-肿瘤的跨界整合。

该领域仍面临神经编码破译、模型构建等挑战,但融合神经工程与人工智能的动态调控策略,正推动肿瘤治疗从"病灶清除"到"系统重塑"的范式变革。

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