浙江大学首次通过清晰证据链证明了嗅觉感知体验和胶质瘤发生之间存在独特的联系。这项成果于5月11日刊登在国际期刊《自然》上,第一作者为浙江大学医学院博士陈鹏祥。
“肿瘤细胞的成长会与周围细胞交流、传递信息。而神经元是大脑的基本功能单位,通过神经放电方式来发挥功能。因此,我们聚焦于神经元活动,探究其是否会影响胶质瘤的产生。” 研究通讯作者刘冲教授介绍。
揭秘环境刺激与胶质瘤产生的关系,第一个挑战是要构建能够自发生成胶质瘤的实验小鼠模型。因为自发而非移植产生肿瘤,才能真正反应出肿瘤在大脑中形成的过程。面对这一挑战,该团队耗时数年,构建了模拟人类大脑中胶质瘤产生过程的可靠动物模型。分析发现肿瘤主要自发产生于嗅球的突触小球层,也就是嗅觉环路第一级神经元(嗅觉感受神经元)和第二级神经元(称为僧帽簇状细胞)的信息交流区域。
团队利用前沿的化学遗传学干预手段精确抑制小鼠嗅觉感受神经元活动,抑制后,肿瘤体积显著下降,而激活其活动后,肿瘤体积增加。结果证实,嗅觉环路神经元的兴奋性活动是胶质瘤产生的根源。为了验证,浙大团队进一步通过精准的物理阻断方式,直接封闭小鼠单侧嗅觉输入,发现封闭侧大脑嗅球中肿瘤的体积缩小,充分证明了嗅觉刺激可调控胶质瘤发生。
团队通过深入分析,筛选出生长因子IGF-1是潜在的重要效应因子,而嗅球中IGF-1主要表达在嗅觉环路第二级神经元僧帽簇状细胞中。清晰证明,嗅觉活动主要是通过IGF-1信号通路调控胶质瘤的发生。