胰腺癌，尤其是其最主要的亚型——胰腺导管腺癌（PDAC），因其进展迅猛、治疗困难而被冠以“癌中之王”的称号。其5年总生存率（OS）仅为10%，是预后最差的恶性肿瘤之一。在PDAC的众多病理特征中，神经周围浸润（PNI）尤为突出，高达70-100%的患者会出现此情况。简单来说，PNI就是癌细胞像藤蔓一样，沿着神经纤维进行浸润和包裹。这种现象并非小事，它与患者更高的局部复发率、远处转移风险以及更差的总体生存率密切相关。然而，PNI目前只能在手术后通过病理检查才能确诊，临床上缺乏能够预测或干预其发生的分子标志物。更令人困惑的是，癌细胞和神经之间这种“亲密接触”是如何开始的？是谁先伸出了“橄榄枝”？这背后的分子机制尚未完全阐明，也成为了开发新疗法的关键障碍。
近年来，科学家们将目光投向了肿瘤微环境中的“神经胶质细胞”——雪旺细胞（SCs）。在周围神经系统中，SCs是形成髓鞘、支持和保护神经元的关键细胞。有趣的是，在胰腺癌发生早期，神经会变得肥大，并且SCs会被“激活”，表现出对肿瘤的趋向性，从而开启神经与肿瘤之间的“对话”。类似于它们在修复受损神经时的表现，肿瘤微环境中的SCs会发生“去分化”，即从成熟的、形成髓鞘的状态，退回到一种类似于祖细胞的、“修复”状态。这种状态的SCs会上调p75NTR、SOX2、c-Jun等标志物，分泌更多神经营养因子，迁移和增殖能力增强，形态也变得细长。有假说认为，这些“变身”后的SCs，会主动“搭建”起一座连接肿瘤和神经的“桥梁”，引导癌细胞侵袭神经。尽管SCs在PNI中的关键作用逐渐清晰，但一个核心谜题仍未解开：究竟是肿瘤释放了哪种“初始信号”，启动了SCs的“去分化”程序？
为了回答这一问题，研究人员开展了一项系统性研究，其成果发表在《Signal Transduction and Targeted Therapy》期刊上。他们综合利用临床样本分析、多组学技术和细胞分子实验，最终揭示了一条全新的信号轴：胰腺癌细胞通过分泌前列腺素E2 （PGE2 ）驱动SCs去分化，进而促进PNI。该研究不仅为理解PDAC的神经侵袭机制提供了新视角，也为开发靶向“PTGES-SCs轴”的治疗策略奠定了坚实的理论基础。
本研究主要运用了以下几种关键技术方法：首先，利用来自TCGA数据库的149例PDAC患者临床资料和病理切片进行生存分析和PNI评分。其次，对4例PNI+ PDAC患者样本进行空间转录组测序，并结合GEO数据库中7个独立的PDAC单细胞RNA测序数据集进行分析，以解析PNI微环境的细胞和分子特征。第三，构建了PDAC细胞系（PANC-1, BxPC-3）与雪旺细胞系（RSC96, sNF96.2）的共培养体系，通过转录组测序、蛋白质印迹、免疫荧光、Transwell迁移/侵袭实验、EdU增殖实验、三维共培养和背根神经节（DRG）共培养模型，在体外验证细胞间的相互作用及分子机制。最后，通过体内小鼠坐骨神经侵袭模型，评估靶向干预（使用PTGES抑制剂CAY10526或LIF中和抗体）对肿瘤生长和神经功能的影响。
SCs富集于PNI阳性区域
通过对TCGA-PAAD队列分析，研究人员发现高PNI评分与患者更短的总生存期相关，且与PDAC的分子亚型（QM-PDAC亚型）和远处转移状态显著相关。空间转录组分析显示，在从PNI中心区域到远离神经的肿瘤区域，SCs相关的“轴突导向”等通路活性呈梯度增强。单细胞RNA测序分析鉴定了PDAC肿瘤微环境中的11个主要细胞簇，其中包括SCs。SCs可进一步分为“有髓鞘SCs”和“无髓鞘SCs”两个亚群，其中“无髓鞘SCs”亚群（特征为高表达NGFRAP1, JUND等）特异性地富集在PNI区域，而在无PNI区域几乎检测不到。多重免疫组化（mIHC）证实，在PNI+组织中，被肿瘤包裹的神经纤维周围，SCs的去分化标志物SOX2和c-Jun的表达显著升高。这些结果表明，具有去分化特征的SCs与PDAC的PNI病理状态密切相关。
胰腺癌与SCs在PNI微环境中的相互作用
为了探究肿瘤细胞与SCs之间的交流，研究人员建立了非接触式共培养体系。RNA测序发现，与胰腺癌细胞共培养后，SCs的差异表达基因显著富集于“运动蛋白”、“轴突再生”和“细胞周期”等通路。功能实验证实，胰腺癌细胞能显著增强SCs的迁移能力，并诱导SCs形态发生改变，从短而稀疏的突起转变为细长、复杂分支的形态。同时，SCs中迁移相关蛋白N-cadherin以及去分化标志物p75NTR、c-Jun、SOX2和GDNF的蛋白表达水平也显著上调。反过来，SCs也能“反哺”肿瘤细胞。空间转录组分析显示，靠近PNI区域的肿瘤细胞富集于细胞迁移和周期相关通路。功能实验证实，SCs的条件培养基能显著增强胰腺癌细胞的迁移、侵袭和增殖能力，并诱导上皮-间质转化（EMT），表现为N-cadherin、Vimentin、SNAI1表达上调，E-cadherin表达下调。这表明肿瘤细胞与SCs之间存在促进恶性进展的双向正反馈环路。
共培养体系中PTGES/PGE2 升高与PNI相关
为了寻找介导这种相互作用的关键分子，研究人员整合了三个独立的转录组数据集：共培养后肿瘤细胞的RNA-seq数据、9例临床PNI+样本的RNA-seq数据以及GEO数据库中28对PNI+与PNI-样本的数据。通过韦恩图分析，他们发现前列腺素E合成酶基因PTGES是共同显著上调的关键基因。空间转录组数据显示，PTGES在PNI区域的肿瘤细胞中特异性高表达。免疫组化和蛋白质印迹进一步在临床组织和细胞层面验证了PTGES在PNI+状态下的高表达。在共培养体系中，PGE2 的分泌水平也显著升高，而使用PTGES抑制剂（CAY10526）或siPTGES敲低可降低PGE2 水平。这些结果表明PTGES/PGE2 与PDAC的PNI过程密切相关。
胰腺癌来源的PGE2 诱导SCs活化
SCs表达PGE2 的受体PTGER1、PTGER2和PTGER4。用外源性PGE2 处理SCs，可诱导其形态向典型的双极纺锤形转变，并呈浓度依赖性地上调p75NTR、c-Jun和SOX2等去分化标志物的表达。重要的是，在共培养体系中，用CAY10526抑制肿瘤细胞的PTGES或用siPTGES敲低其表达，可以减弱肿瘤细胞诱导SCs去分化的能力，而添加外源性PGE2 可以逆转这种抑制。三维共培养实验显示，SCs会向胰腺癌细胞方向定向迁移，这种迁移可被CAY10526或siPTGES阻断。背根神经节（DRG）与肿瘤细胞共培养实验表明，抑制PTGES可显著减少DRG的轴突向外生长。利用PTGES基因敲除（KO）的BxPC-3细胞进行的实验也得到了一致的结果。这些数据证明，胰腺癌细胞来源的PGE2 是诱导SCs去分化和活化，进而启动PNI过程的关键起始信号。
去分化的SCs分泌LIF和ADAMTS-1促进PNI
机制上，PGE2 如何促进PNI？对PGE2 处理的SCs进行RNA测序，并结合与肿瘤细胞共培养后的数据进行分析，发现白血病抑制因子LIF和去整合素样金属蛋白酶ADAMTS-1是共同显著上调的基因。RT-qPCR和蛋白质印迹证实，肿瘤细胞或PGE2 处理能上调SCs中LIF和ADAMTS-1的表达，而抑制PTGES可降低其表达，并被外源PGE2 挽救。功能上，使用LIF中和抗体处理，可减少DRG的轴突生长，并降低共培养体系中胰腺癌细胞对神经的侵袭。在动物实验中，与SCs预共培养的胰腺癌细胞形成的肿瘤更大，并导致更严重的坐骨神经功能损伤（后肢麻痹）。使用CAY10526或LIF中和抗体进行治疗，可显著减轻肿瘤重量、改善神经功能评分，并缓解由肿瘤神经侵袭引起的髓鞘脱失。这些结果说明，PGE2 诱导的去分化SCs，通过分泌LIF（促进神经生长和重塑）和ADAMTS-1（降解细胞外基质），共同营造了一个有利于肿瘤细胞进行神经侵袭的微环境。
结论与讨论
本研究系统性地揭示了一条全新的旁分泌轴在PDAC神经周围浸润（PNI）中的作用。研究人员发现，胰腺癌细胞通过高表达PTGES，产生大量的PGE2 。PGE2 作为一种关键的信号分子，作用于肿瘤微环境中的雪旺细胞（SCs），驱动其发生去分化，转变为具有“修复”表型的活化状态。这些活化的SCs并非被动旁观者，它们会主动分泌LIF和ADAMTS-1。LIF进一步促进神经的生长和重塑，而ADAMTS-1则降解神经周围的细胞外基质屏障。两者协同作用，相当于为肿瘤细胞“修路”和“架桥”，极大地促进了癌细胞沿着神经纤维的侵袭过程，即PNI的发生。
该研究的突破性意义在于多个方面。首先，它明确了肿瘤来源的PGE2 是启动SCs去分化程序的“初始信号”，解决了该领域一个长期悬而未决的问题。其次，研究不仅描述了现象，还深入揭示了其下游效应分子LIF和ADAMTS-1，构成了一个相对完整的“PTGES/PGE2 - SCs - LIF/ADAMTS-1”信号轴。第三，研究具有明确的临床转化价值。PTGES、PGE2 信号以及LIF都被证明是潜在的药物靶点。与传统靶向环氧合酶-2（COX-2）的策略相比，直接靶向PTGES可能具有更好的安全性。同时，循环LIF作为一种有潜力的生物标志物，可用于PDAC的预后评估和治疗反应监测。该研究为开发针对PDAC神经侵袭这一棘手临床问题的新型治疗策略（如PTGES抑制剂、LIF拮抗剂或其联合疗法）提供了坚实的理论依据和实验证据，有望在未来改善胰腺癌患者的预后。
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