下丘脑室旁核—迷走神经背核—盆神经节多突触环路通过WNT3A调控前列腺肿瘤生长
A polysynaptic hypothalamuspelvic-ganglion circuit regulates prostate tumor growth via WNT3A
小鼠研究发现PVN-DMV-MPG多突触环路调控前列腺肿瘤生长,PVN活动抑制肿瘤,DMV活动促进肿瘤。MPG消融使DMV介导的促瘤效应消失。LMD联合Smart-seq2显示,上游神经控制下受肿瘤支配且活化的MPG神经元中Wnt3a表达增加;中和MPG外植体释放的WNT3A后,外植体诱导的癌细胞增殖受到抑制。
前列腺癌的进展早已被证明与自主神经支配密不可分:交感神经通过肾上腺素能信号驱动肿瘤早期进展和血管生成开关,副交感神经则通过胆碱能信号促进播散与转移 [1]。经典工作进一步显示,化学或手术去交感神经化可阻止小鼠肿瘤的早期发生,阻断基质β2、β3肾上腺素能受体或1型毒蕈碱受体可抑制肿瘤,43例前列腺腺癌标本中两类神经纤维的密度还与不良临床结局相关 [2]。此后,神经促瘤现象被拓展到乳腺、胃、结直肠等多种肿瘤 [3],临床上也观察到前列腺内神经亚型与病理参数及复发风险的关联 [5]。解剖上,前列腺经腹下神经和盆神经分别接受交感与副交感输入 [4]。然而,这些认识基本停留在肿瘤局部的外周神经层面,大脑究竟如何影响局部的神经—肿瘤互作,长期悬而未决。
本研究在小鼠中勾勒出一条连接脑与前列腺肿瘤的多突触回路:下丘脑室旁核(PVN)—迷走神经背核(DMV)—主要盆腔神经节(MPG)—前列腺肿瘤。肿瘤生长过程中PVN与DMV均被激活,但作用截然相反:PVN活动抑制肿瘤生长,DMV活动则促进肿瘤生长;损毁MPG后,DMV的促瘤效应随之消失。研究者借助激光显微切割结合Smart-seq2,发现支配肿瘤的激活型MPG神经元在受上游神经控制的情况下发生转录重编程,且Wnt3a表达上调。体外实验进一步表明,MPG组织可释放WNT3A蛋白,而中和WNT3A能够抑制MPG组织诱导的癌细胞增殖。
这一工作把既往聚焦于肿瘤微环境内交感、副交感纤维及其受体的图景 [1][2] 向上延伸到了中枢层面:脑内两个核团经由MPG这一外周中继站,对同一肿瘤施加方向相反的调控,说明中枢活动本身即参与塑造局部的神经—肿瘤互作,也为自主神经与癌症关系的既有框架 [3] 补上了自上而下的环节。同时,WNT3A被定位为MPG促瘤效应的介导分子,在神经活动与癌细胞增殖之间架起一座分子桥梁,提示针对神经回路与下游通路的联合干预或具治疗潜力。
当然,上述结果均来自小鼠模型。回路中各节点之间的具体连接方式、WNT3A在肿瘤细胞内的下游效应,以及这一脑—神经节—肿瘤通路与WNT3A机制是否同样存在于人类前列腺癌、能否转化为安全可行的临床手段,仍有待后续研究回答。
- 1.Tumour innervation and neurosignalling in prostate cancer · Nat Rev Urol 2020
- 2.Autonomic nerve development contributes to prostate cancer progression · Science 2013
- 3.Sympathetic and parasympathetic innervation in cancer: therapeutic implications · Clin Auton Res 2021
- 4.Age-related changes in the innervation of the prostate gland: implications for prostate cancer initiation and progression · Organogenesis 2013
- 5.Prostatic nerve subtypes independently predict biochemical recurrence in prostate cancer · J Clin Neurosci 2019
通过比较PVN与DMV的相反作用,并结合MPG消融、LMD联合Smart-seq2及WNT3A中和实验,呈现脑源促瘤机制的分析路径。
来源:bioRxiv Cancer Biology · biorxiv.org
