弗朗西斯·克里克研究所的研究人员发现,感觉神经信号会干扰免疫系统对肺癌的反应。这种先前未被认知的神经-免疫连接可能成为靶点,以改善对免疫疗法的反应。
在这项发表在《细胞》(Cell)杂志上的新研究中,科学家们还发现,接触香烟烟雾会进一步利用这种神经-免疫相互作用,加速小鼠体内肿瘤的生长。
免疫系统对癌症的有效反应不仅取决于免疫细胞的存在,还取决于它们在肿瘤微环境中的组织方式——肿瘤微环境是由细胞和信号组成的周围网络,可以支持或抑制免疫活性。
研究人员一直在研究该环境的不同组成部分如何塑造免疫反应,但神经的作用在很大程度上仍未被探索。
在这项研究中,研究团队聚焦于神经系统的早期预警机制,即能够识别极端热、物理或化学威胁并触发保护反应的特殊神经。通过在小鼠体内激活和去激活这些感觉神经,他们证明了这些神经在微环境中的存在实际上在支持肿瘤生长。
反过来,他们还发现肺癌会增加这些神经的生长和活性,触发一种名为降钙素基因相关肽(calcitonin gene-related peptide, CGRP)的化学信使的释放。
利用细胞和小鼠模型,他们展示了CGRP如何与肿瘤微环境中的巨噬细胞(一种免疫细胞)相互作用。通过这种相互作用,CGRP阻止了免疫细胞簇——即三级淋巴结构(tertiary lymphoid structures)的形成,而这种结构与肺癌患者更好的预后相关。
当研究人员干扰局部感觉神经活性或直接阻断CGRP信号传导时,这些免疫结构的形成增加了。伴随着更强的免疫反应和减缓的肿瘤生长。
由于靶向CGRP信号传导(通过抑制CGRP受体)的药物已经在其他疾病(包括偏头痛)的临床中使用,研究人员希望这可能成为提高癌症免疫疗法有效性的新方法。
最后,由于吸烟是发展肺癌的最大风险因素,研究团队决定调查香烟烟雾是否会影响这种神经-免疫通路。他们发现香烟烟雾提取物会增加神经元活性并加速肿瘤进展。这揭示了吸烟促进癌症进展的一种机制,超出了其导致DNA损伤的作用。
克里克癌症-神经科学实验室负责人Leanne Li表示:"我们开始看到肿瘤微环境的全部复杂性及其对疾病进展的意义。我们已经证明神经不仅存在于癌症中,而且在积极塑造肿瘤微环境以及细胞之间的相互交流。这为癌症研究开辟了新方向,将神经科学和免疫学结合起来,可能会揭示全新的治疗机会。"
该研究的共同第一作者、克里克研究所博士后研究员Ya-Hsuan Ho表示:"观察到免疫反应对其局部环境变化的敏感性非常令人着迷。我们已经证明,神经元活性的增加足以重组肿瘤的免疫景观,这改变了我们对免疫逃逸的思考方式。这不仅仅关乎免疫细胞的存在或缺失,还关乎它们如何对周围环境做出反应。"
该研究的共同第一作者、克里克研究所临床博士研究员Giacomo Bregni表示:"尽管我们已经看到许多从免疫疗法中受益的人取得了惊人进展,但很大比例的肺癌患者没有反应。这种对肿瘤生物学的独特见解可能提供一个全新的角度来改善这些反应。而且,由于针对该通路元素的药物已经存在,这是一个特别有希望进一步探索的途径。"
这项研究将为"InteroCANCEption"团队的未来工作提供信息。该团队是癌症大挑战(Cancer Grand Challenges)项目的一部分,由Leanne Li领导,将于2026年3月应对神经系统与癌症挑战。癌症大挑战是一个全球研究倡议,由英国癌症研究会(Cancer Research UK)和美国国家癌症研究所(National Cancer Institute)共同创立,汇集世界级跨学科团队来应对癌症的一些最棘手挑战。
癌症大挑战项目主任David Scott博士表示:"了解大脑如何可能检测肿瘤甚至影响其生长是癌症研究的一个新兴前沿。这就是为什么癌症大挑战项目支持由Leanne Li领导的'InteroCANCEption'团队探索这种双向肿瘤-神经系统连接,并可能开发针对神经系统的创新方法,扩大癌症治疗的可能性。"
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