《自然》：神经元竟成肿瘤“保护伞”！为癌细胞输送能量工厂，助力癌转移

本周，癌症研究领域一项颠覆性发现登上《自然》杂志：除了生长失控，癌细胞还会从神经细胞中抢夺线粒体，以此增强生存能力和转移潜能。这一发现不仅改变了科学界对癌症与神经系统关系的认知，还为阻断癌症转移开辟了全新研究方向。

长期以来，科学家们注意到一个奇怪的现象：肿瘤内神经纤维密度越高的患者，预后往往越差。神经似乎并非肿瘤微环境中的旁观者，而是癌细胞的“帮凶”，但神经究竟如何助力肿瘤进展，一直是未解之谜。

早在2017年，得克萨斯大学休斯顿健康科学中心Gustavo Ayala教授团队就发现，用肉毒杆菌毒素阻断前列腺神经信号后，肿瘤体积会显著缩小。进一步研究还发现，失去神经支配的癌细胞会出现代谢功能障碍，这暗示神经系统可能以某种特殊方式在滋养着癌细胞。

与神经元之间通过神经递质传递信号的交流方式不同，这项研究揭示了一个更为直接的神经元-癌细胞“物资输送”机制：神经元竟然会将自身线粒体直接转移给癌细胞。这种产能细胞器的转移，很好地解释了为何肿瘤在神经浸润环境下往往生长更为迅猛。

研究团队通过一系列实验构建了完整证据链：在乳腺癌细胞与神经元的共培养系统中，他们用绿色荧光蛋白标记神经元线粒体，清晰观察到这些“能量工厂”通过癌细胞与神经元之间形成的微细桥梁结构，迁移至乳腺癌细胞的全过程。

图片来源：123RF

在动物模型验证环节中，研究人员对雌性小鼠进行基因改造，使其腹部脂肪组织神经元携带绿色荧光标记线粒体，随后向该部位注射癌细胞。注射癌细胞三周后，研究团队在部分癌细胞中检测到了绿色荧光斑点。机制研究发现，这些“外援”线粒体能拯救自身线粒体功能缺陷的癌细胞。原本已分裂停滞、代谢活性低下的癌细胞，与神经细胞共培养短短5天后，代谢功能恢复并重新旺盛增殖，这很可能得益于对邻近神经元正常线粒体的获取。

鉴于绿色荧光蛋白会快速衰减，仅通过这种方法难以研究线粒体在细胞间转移的长期影响。为精准追踪线粒体转移的长期影响，研究人员开发了MitoTRACER技术，这种细胞间线粒体转移报告系统可永久标记获得线粒体的癌细胞及其子代。借助该技术，他们发现获得外源线粒体的癌细胞能产生更多ATP（细胞主要能量来源），并展现出多重代谢优势。

在小鼠体内实验中，研究人员将与神经元共培养的癌细胞注射至雌鼠腹部，结果显示形成的肿瘤迅速向肺部和脑部转移。进一步分析发现，原发肿瘤中仅5%的癌细胞获得神经元线粒体，而肺转移灶中这一比例升至27%，脑转移灶更是高达46%。这表明获取线粒体的癌细胞在转移竞争中占据显著优势，证实了线粒体转移对癌症转移的促进作用。

图片来源：123RF

为验证这些"能量升级"的癌细胞在转移过程中的生存优势，研究团队设计了两组模拟实验：一组让细胞通过注射器针头以模拟血流中的机械冲击，另一组用双氧水模拟转移途中的氧化应激环境。结果显示，获得额外线粒体的癌细胞存活率显著高于对照组。

临床样本分析也印证了上述发现的相关性：前列腺癌患者组织样本显示，越靠近神经的癌细胞线粒体含量越多；人类乳腺癌样本病理学分析则发现，转移性癌细胞的线粒体载量显著增加。这些结果提示，线粒体在神经与癌细胞间的转移很可能普遍存在于人类癌症进展过程中。

研究人员指出，想要遏制癌症扩散，不仅要靶向转移病灶，更需要针对这些摄取了额外能量来源的“超能细胞”。

总言之，这项研究不仅揭示了癌症进展的新机制，更为未来治疗指明方向：开发针对神经-癌细胞线粒体转移的干预策略，有望从根源上预防转移性疾病的发生。

参考资料：

[1] Hoover, G., Gilbert, S., Curley, O. et al. Nerve-to-cancer transfer of mitochondria during cancer metastasis. Nature (2025). https://doi.org/10.1038/s41586-025-09176-8

[2] Cancer cells get power boost by stealing mitochondria from nerves. Retrieved June 26, 2025 from https://www.nature.com/articles/d41586-025-01941-z

[3] Tumors may get supercharged by acquiring powerhouses of nerve cells. Retrieved June 26, 2025 from https://www.science.org/content/article/tumors-may-get-supercharged-acquiring-powerhouses-nerve-cells

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