2026年2月4日，美國賓夕法尼亞大學(xué)Chengcheng Jin與耶魯大學(xué)Rui B. Chang研究團(tuán)隊(duì)，在國際期刊Nature 發(fā)表題為：Tumour–brain crosstalk restrains cancer immunity via a sensory–sympathetic axis的研究論文。該研究發(fā)現(xiàn)肺腺癌中，由迷走感覺神經(jīng)傳入與交感神經(jīng)傳出的神經(jīng)環(huán)路介導(dǎo)的腫瘤–大腦雙向通訊對話神經(jīng)-免疫軸，以抑制T細(xì)胞免疫反應(yīng)而促進(jìn)腫瘤生長。神經(jīng)-免疫軸的關(guān)鍵中介是肺泡巨噬細(xì)胞（AMs）。

該研究結(jié)合基因工程小鼠模型、神經(jīng)示蹤、組織成像和單細(xì)胞轉(zhuǎn)錄組學(xué)技術(shù)，利用多種遺傳學(xué)工具對不同迷走感覺神經(jīng)元（VSN）亞型進(jìn)行選擇性標(biāo)記和敲除等多層級神經(jīng)環(huán)路操控以及T細(xì)胞抗體清除和肺泡巨噬細(xì)胞荷蘭Liposoma氯膦酸鹽脂質(zhì)體清除等多種技術(shù)手段，系統(tǒng)性地揭示了肺腫瘤與大腦之間存在雙向?qū)υ?。腫瘤通過感覺神經(jīng)向大腦傳入信息，大腦再通過交感神經(jīng)傳出信號，以肺泡巨噬細(xì)胞為效應(yīng)者，抑制T細(xì)胞的抗癌免疫反應(yīng)，從而促進(jìn)癌癥進(jìn)展。靶向這一腫瘤-大腦回路或可為內(nèi)臟器官癌癥提供新的治療策略或靶點(diǎn)。

論文截圖

實(shí)體瘤受外周神經(jīng)系統(tǒng)不同分支的支配；腫瘤神經(jīng)支配增強(qiáng)已被證實(shí)與癌癥患者的侵襲性腫瘤表型及不良預(yù)后相關(guān)。盡管通過神經(jīng)系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)的軀體-大腦互作已成為眾多生理和病理狀態(tài)的關(guān)鍵調(diào)控因素，但大腦如何感知并響應(yīng)外周器官發(fā)生的腫瘤，以及腫瘤-大腦通信如何塑造癌癥免疫力，目前仍知之甚少。

迷走神經(jīng)（Vagus nerves/vagal nerves）?是人體第10對腦神經(jīng)（共12對），也是最長、分布廣泛的混合性神經(jīng)，承擔(dān)著調(diào)節(jié)心率、消化、呼吸等關(guān)鍵自主功能 。它起源于腦干的延髓，從頸靜脈孔穿出顱腔后，沿頸部下行進(jìn)入胸腔和腹腔，像一張無形的網(wǎng)覆蓋心臟、肺、胃、肝、腸等內(nèi)臟器官 。其名稱“迷走"源自拉丁語“vagus"，意為“游走"或“流浪"，形象地描述了它在全身游走分布的特點(diǎn) 。迷走神經(jīng)的纖維組成約80%為感覺纖維（傳入）?，20%為傳出纖維（傳出）。

迷走神經(jīng)（Vagus nerves/vagal nerves）作為主要的內(nèi)感受系統(tǒng)，連接著各類內(nèi)臟器官與大腦。它們能夠感知多種信號，是維持機(jī)體生理穩(wěn)態(tài)的關(guān)鍵。在肺組織內(nèi)，不同亞型的迷走感覺神經(jīng)元（vagal sensory neuron ，VSN）可響應(yīng)各類肺部信號，并在呼吸調(diào)控中發(fā)揮差異化作用。已有研究表明，迷走感覺神經(jīng)元末梢局部釋放的神經(jīng)肽，能夠調(diào)控過敏及細(xì)菌感染中的免疫應(yīng)答 。然而，迷走感覺神經(jīng)元是否會將腫瘤微環(huán)境（TME）的信號傳遞至中樞神經(jīng)系統(tǒng)，以及這一傳入-傳出神經(jīng)回路如何影響癌癥進(jìn)展，目前仍不清楚。

為觀察肺癌中的腫瘤神經(jīng)支配情況，研究者將整體組織透明化技術(shù)與三維成像技術(shù)應(yīng)用于一株由致癌性KrasG12D突變和Trp53基因缺失驅(qū)動(dòng)的基因工程肺腺癌（ lung adenocarcinoma,LUAD）小鼠模型（即 KP 模型）。結(jié)果顯示，肺內(nèi)自發(fā)形成的腫瘤組織中檢測到大量TUBB3+神經(jīng)纖維，這些纖維既穿透腫瘤組織，又包裹腫瘤團(tuán)塊（圖1a）。類似地，當(dāng)將KP-zsGreen腫瘤細(xì)胞原位移植到同基因型Baf53b-cre; Rosa26LSL-tdTomato（LSL-tdTomato）小鼠體內(nèi)時(shí)，腫瘤組織被tdTomato陽性神經(jīng)纖維廣泛浸潤（圖1b）。除泛神經(jīng)元標(biāo)志物TUBB3和BAF53b外，還在Vglut2-IRES-cre; Rosa26LSL-tdTomato小鼠中特異性追蹤了LUAD的感覺神經(jīng)支配情況，發(fā)現(xiàn)在癌性病變區(qū)域存在大量VGLUT2+感覺神經(jīng)（圖1c）。由于大多數(shù)支配肺的感覺神經(jīng)起源于迷走神經(jīng)結(jié)狀神經(jīng)節(jié)（VNG），我們進(jìn)一步使用腺相關(guān)病毒（AAVs）對VSNs進(jìn)行了順行標(biāo)記，通過將AAV9-CAG-GFP直接注射到腫瘤小鼠的VNG中。一致地，GFP陽性的迷走感覺神經(jīng)存在于整個(gè)KP肺腫瘤中（圖1d）。

圖1.LUAD（肺腺癌）確實(shí)受到肺部VSNs（迷走感覺神經(jīng)元）的支配?

值得注意的是，與鄰近健康肺泡區(qū)域相比，肺腫瘤內(nèi)部檢測到神經(jīng)密度顯著增加（圖1b-1d），這表明腫瘤微環(huán)境（TME）中可能存在某些促進(jìn)感覺神經(jīng)支配的因子。

為支持這一觀點(diǎn)，通過體外實(shí)驗(yàn)中發(fā)現(xiàn)：迷走感覺神經(jīng)元（VSNs）與腫瘤組織外植體上清液（tumour explant supernatant，TES）、或者KP 腫瘤細(xì)胞條件培養(yǎng)基（TCM）共孵育，亦或與腫瘤細(xì)胞直接共培養(yǎng)，均能強(qiáng)效誘導(dǎo)神經(jīng)突生長（圖1e ）。而健康小鼠的肺組織外植體上清液（LES）無此神經(jīng)營養(yǎng)作用（圖1e），且 TCM 經(jīng)熱滅活后該效應(yīng)顯著減弱，這提示癌細(xì)胞可能通過分泌特定蛋白因子刺激迷走感覺神經(jīng)生長。事實(shí)上，晚期 KP 腫瘤細(xì)胞中多種神經(jīng)營養(yǎng)因子的表達(dá)顯著上調(diào)，包括神經(jīng)生長因子（NGF）和信號素家族（semaphorins）。在 KP 腫瘤細(xì)胞中敲除 NGF 后，其促進(jìn)迷走感覺神經(jīng)元神經(jīng)突生長的能力顯著下降。綜上，我們的研究結(jié)果表明，癌細(xì)胞分泌的 NGF 等神經(jīng)營養(yǎng)因子可促進(jìn)肺癌中的迷走感覺神經(jīng)支配。

為進(jìn)一步探究腫瘤對迷走感覺神經(jīng)元（VSNs）的調(diào)控機(jī)制，對從健康小鼠和荷瘤小鼠體內(nèi)分離得到的迷走感覺神經(jīng)元進(jìn)行了單細(xì)胞RNA測序（scRNA-seq）分析（圖1f ）。在所有迷走感覺神經(jīng)元群體（Phox2b 陽性）中，第6亞群特異性表達(dá)Kcng1基因（圖1g ），該基因是支配肺組織的迷走感覺神經(jīng)元的高度特異性標(biāo)志物。將已發(fā)表數(shù)據(jù)集中通過多重條形碼示蹤技術(shù)鑒定的肺支配型迷走感覺神經(jīng)元（K1-K3 亞群）映射到本研究的單細(xì)胞RNA測序圖譜中，發(fā)現(xiàn)其與第6亞群幾乎重合，這進(jìn)一步證實(shí)該亞群為真正的肺支配型迷走感覺神經(jīng)元。

值得注意的是，差異基因表達(dá)分析顯示，在荷瘤和健康狀態(tài)下，第6亞群的轉(zhuǎn)錄水平變化最為顯著（圖1h ），其中與感覺神經(jīng)功能相關(guān)的基因（Npy1r、Calca）、免疫應(yīng)答相關(guān)的基因（Ifi27l2a、Tifa）以及神經(jīng)生長相關(guān)的基因（Bdnf）均顯著上調(diào)（圖 1i）。這表明，腫瘤來源的因子可能誘導(dǎo)肺支配型迷走感覺神經(jīng)元發(fā)生轉(zhuǎn)錄重編程。

在迷走感覺神經(jīng)元（VSNs）中，表達(dá) NPY2R 和 P2RY1 的神經(jīng)元構(gòu)成了支配肺組織的迷走感覺纖維的主體，且對肺的生理功能發(fā)揮差異化調(diào)控作用。為探究這些分子特征不同的迷走感覺神經(jīng)元亞群在肺腺癌（LUAD）中的作用，研究者首先向荷瘤的Npy2r-IRES-cre小鼠或P2ry1-IRES-cre小鼠的迷走神經(jīng)結(jié)狀神經(jīng)節(jié)（VNG）中注射 AAV9-CAG-flex-tdTomato 病毒，對其神經(jīng)末梢進(jìn)行順行標(biāo)記，隨后對肺組織進(jìn)行免疫熒光成像。

值得注意的是，在 KP 肺腫瘤組織內(nèi)僅檢測到 Npy2r 陽性迷走感覺神經(jīng)，而未發(fā)現(xiàn) P2ry1 陽性神經(jīng)纖維（圖 2a）。這一分布模式與下述發(fā)現(xiàn)一致：表現(xiàn)出腫瘤相關(guān)基因表達(dá)變化的第 6 亞群迷走感覺神經(jīng)元高表達(dá) Npy2r，但不表達(dá) P2ry1。

接下來，為明確這些迷走感覺神經(jīng)元亞群在肺癌進(jìn)展中的功能相關(guān)性，研究者分別向 Npy2r-IRES-cre; LSL-DTR小鼠或 P2ry1-IRES-cre; LSL-DTR小鼠的迷走神經(jīng)結(jié)狀神經(jīng)節(jié)注射白喉毒素（DT），實(shí)現(xiàn)對迷走神經(jīng)NPY2R陽性或 P2RY1陽性神經(jīng)元的選擇性耗竭。顯著的是，耗竭Npy2r陽性迷走感覺神經(jīng)元可顯著降低肺腫瘤負(fù)荷，而耗竭P2ry1陽性迷走感覺神經(jīng)元?jiǎng)t無此效應(yīng)（圖 2b、2c），這表明迷走感覺神經(jīng)元在腫瘤調(diào)控中具有亞群特異性作用。

已有研究表明，迷走神經(jīng)中Npy2r陽性神經(jīng)元大多共表達(dá)Trpv1基因，且對辣椒素產(chǎn)生應(yīng)答，而P2ry1陽性神經(jīng)元?jiǎng)t無此特征。與此一致的是，單細(xì)胞RNA測序（scRNA-seq）分析顯示，在支配肺的迷走感覺神經(jīng)元中，Npy2r 與 Trpv1 存在表達(dá)重疊 。為進(jìn)一步闡明這些迷走感覺神經(jīng)元亞群在肺腺癌（LUAD）中的作用，研究者在Trpv1-cre小鼠中進(jìn)行了順行標(biāo)記實(shí)驗(yàn)。結(jié)果顯示，Trpv1陽性迷走感覺神經(jīng)元對肺腫瘤形成了密集的神經(jīng)支配（圖 2d），這與在Npy2r-IRES-cre小鼠中觀察到的分布模式一致。此外，與周圍健康肺泡區(qū)域相比，腫瘤區(qū)域中Npy2r陽性和Trpv1陽性迷走感覺纖維均顯著富集。在Trpv1-cre; LSL-DTR小鼠中，通過迷走神經(jīng)結(jié)狀神經(jīng)節(jié)（VNG）注射白喉毒素（DT）靶向耗竭Trpv1陽性迷走感覺神經(jīng)元后，肺腫瘤生長受到顯著抑制，其效果與在 Npy2r-IRES-cre; LSL-DTR小鼠中耗竭 Npy2r 陽性迷走感覺神經(jīng)元的效果相當(dāng)（圖 2e ）。對Trpv1-cre; LSL-DTR小鼠迷走神經(jīng)結(jié)狀神經(jīng)節(jié)的RNAscope原位雜交實(shí)驗(yàn)證實(shí)：大多數(shù) Npy2r 陽性迷走感覺神經(jīng)元共表達(dá)Trpv1（89%，559個(gè)神經(jīng)元中496個(gè)），同時(shí)大多數(shù) Trpv1 陽性迷走感覺神經(jīng)元也共表達(dá)Npy2r（77%，642個(gè)神經(jīng)元中496個(gè)）；且經(jīng)迷走神經(jīng)注射白喉毒素后，這兩類神經(jīng)元均被有效耗竭（約 98%）。鑒于它們在分子特征和功能上的高度一致性，此后我們將這類迷走感覺神經(jīng)元稱為迷走神經(jīng) NPY2R/TRPV1陽性神經(jīng)元，它們代表了一類對肺腫瘤生長調(diào)控至關(guān)重要的功能性迷走感覺神經(jīng)元亞群。

值得注意的是，當(dāng) Trpv1-cre; LSL-DTR 小鼠與其 Cre 陰性的 LSL-DTR 同窩小鼠接受相同劑量的白喉毒素（DT）處理時(shí)，前者的腫瘤負(fù)荷顯著降低。這一結(jié)果重現(xiàn)了之前 PBS 對照組與 DT 處理組的差異，同時(shí)排除了 DT 處理的非特異性效應(yīng)。此外，將KrasLSL-G12D/wt; p53fl/fl（KP）小鼠與Trpv1DTR + 小鼠進(jìn)行雜交，以在自發(fā)肺腺癌（LUAD）模型中探究 Trpv1 陽性迷走感覺神經(jīng)元（VSNs）的作用。腫瘤誘導(dǎo)后三周，對小鼠進(jìn)行迷走神經(jīng)結(jié)狀神經(jīng)節(jié)（VNG）白喉毒素注射，該操作可耗竭 KP; Trpv1DTR+小鼠體內(nèi)的Trpv1陽性迷走感覺神經(jīng)元，但對其DTR陰性同窩小鼠無此作用。在此實(shí)驗(yàn)設(shè)置下，Trpv1 陽性迷走感覺神經(jīng)元的缺失顯著抑制了肺腺癌的進(jìn)展，具體表現(xiàn)為總體腫瘤負(fù)荷降低以及高級別腺癌結(jié)節(jié)的發(fā)生率下降（圖 2f）。

作為補(bǔ)充研究手段，通過向迷走神經(jīng)結(jié)狀神經(jīng)節(jié)（VNG）內(nèi)注射樹脂毒素（RTX）對Trpv1陽性迷走感覺神經(jīng)元（VSNs）進(jìn)行化學(xué)去神經(jīng)支配，同樣能強(qiáng)效抑制肺腫瘤生長。相比之下，鞘內(nèi)注射RTX雖能有效耗竭背根神經(jīng)節(jié)（DRG）中的Trpv1陽性神經(jīng)元，但不影響Trpv1陽性迷走感覺神經(jīng)元，且對肺腫瘤負(fù)荷幾乎無影響。這些結(jié)果表明，對肺腺癌（LUAD）調(diào)控起關(guān)鍵作用的是迷走神經(jīng)結(jié)狀神經(jīng)節(jié)傳入神經(jīng)，而非背根神經(jīng)節(jié)傳入神經(jīng)。

此外，為特異性靶向支配荷瘤肺組織的Trpv1陽性迷走感覺神經(jīng)元，在Trpv1-cre小鼠中，通過氣管內(nèi)遞送攜帶Cre誘導(dǎo)型抑制性設(shè)計(jì)性受體（DREADD，即僅由設(shè)計(jì)藥物激活的受體）hM4Di 的逆行腺相關(guān)病毒（AAVs），該病毒受神經(jīng)元啟動(dòng)子調(diào)控。腫瘤接種后給予-N-氧化物（CNO）處理，對這一特定迷走感覺神經(jīng)元亞群進(jìn)行化學(xué)遺傳學(xué)滅活，結(jié)果顯著抑制了肺腫瘤生長（圖 2g），其效應(yīng)與遺傳耗竭迷走神經(jīng)NPY2R陽性或TRPV1陽性神經(jīng)元的效果一致。

除腫瘤生長受抑外，Trpv1 陽性迷走感覺神經(jīng)元耗竭的小鼠還表現(xiàn)出中位生存期顯著延長、腫瘤相關(guān)體重下降減輕，且筑巢評分維持在較高水平 —— 這一指標(biāo)提示小鼠的活動(dòng)能力和健康狀況得到改善。這些數(shù)據(jù)表明，靶向Trpv1陽性迷走感覺神經(jīng)元不僅能抑制肺腺癌，還能為宿主的生理狀態(tài)和行為帶來切實(shí)益處。為證實(shí)該發(fā)現(xiàn)的臨床相關(guān)性，研究顯示TUBB3、UCHL1（編碼 PGP9.5）或TRPV1的表達(dá)水平均與非小細(xì)胞肺癌（NSCLC）患者的總生存期呈顯著負(fù)相關(guān)。綜上，這些研究結(jié)果證實(shí)，迷走神經(jīng)NPY2R/TRPV1陽性神經(jīng)元在肺癌進(jìn)展中發(fā)揮著關(guān)鍵的促癌作用。

圖2.迷走神經(jīng) NPY2R/TRPV1 神經(jīng)元促進(jìn)肺腺癌生長

值得注意的是，利用透明化增強(qiáng)三維成像（Ce3D）技術(shù)對荷瘤肺組織進(jìn)行多重體積成像顯示，CD11c陽性髓系細(xì)胞和CD3陽性T細(xì)胞等免疫細(xì)胞在腫瘤支配神經(jīng)周圍富集（圖 3a）。此外，通過抗體介導(dǎo)耗竭CD4和CD8T細(xì)胞后，耗竭 Trpv1陽性或Npy2r陽性迷走感覺神經(jīng)元（VSNs）所產(chǎn)生的腫瘤抑制效應(yīng)被消除（圖 3b ）。這表明，迷走神經(jīng)NPY2R/TRPV1陽性神經(jīng)元可能通過調(diào)控宿主免疫力來促進(jìn)肺腫瘤生長。

為闡明迷走感覺神經(jīng)元（VSNs）對腫瘤相關(guān)免疫應(yīng)答的調(diào)控機(jī)制，研究者采用高維光譜流式細(xì)胞術(shù)評估了各類免疫細(xì)胞群的豐度與活性。結(jié)果顯示，在 Trpv1陽性迷走感覺神經(jīng)元完整或耗竭的荷瘤小鼠肺組織中，中性粒細(xì)胞、樹突狀細(xì)胞或單核細(xì)胞未出現(xiàn)顯著差異，但肺泡巨噬細(xì)胞和T細(xì)胞亞群發(fā)生了顯著變化。具體而言，耗竭迷走神經(jīng)NPY2R陽性或TRPV1陽性神經(jīng)元后，腫瘤反應(yīng)性 T細(xì)胞應(yīng)答顯著增強(qiáng)，表現(xiàn)為荷瘤肺組織和腫瘤引流淋巴結(jié)中干擾素γ陽性（IFNγ?）CD4 T細(xì)胞及干擾素γ 陽性 / 腫瘤壞死因子陽性（IFNγ?TNF?）CD8 T細(xì)胞的豐度均顯著升高（圖 3c ）。免疫熒光染色進(jìn)一步證實(shí)，與迷走感覺神經(jīng)元完整對照組的大小匹配腫瘤相比，Trpv1陽性迷走感覺神經(jīng)元耗竭小鼠的肺腫瘤病灶內(nèi)CD8 T細(xì)胞密度更高（圖 3d）。相比之下，耗竭Npy2r陽性或 Trpv1陽性迷走感覺神經(jīng)元并未增強(qiáng)脾臟中CD4或CD8 T細(xì)胞的活性，這表明這些迷走感覺神經(jīng)元亞群特異性抑制肺局部腫瘤微環(huán)境（TME）中的抗腫瘤T細(xì)胞應(yīng)答。

除效應(yīng)T細(xì)胞亞群的變化外，當(dāng)迷走神經(jīng)NPY2R陽性或TRPV1陽性神經(jīng)元被耗竭時(shí)，腫瘤相關(guān)肺泡巨噬細(xì)胞還表現(xiàn)出精氨酸酶 1（ARG1）表達(dá)顯著降低，同時(shí)細(xì)胞表面主要組織相容性復(fù)合體II類分子（MHC-II）表達(dá)升高（圖 3e、3f ）。由于ARG1在介導(dǎo)T細(xì)胞抑制中發(fā)揮關(guān)鍵作用，而MHC-II 表達(dá)與肺泡巨噬細(xì)胞的抗原呈遞活性呈正相關(guān)，這一結(jié)果表明，迷走神經(jīng)NPY2R/TRPV1陽性神經(jīng)元可促進(jìn)肺泡巨噬細(xì)胞向免疫抑制表型極化。相比之下，耗竭迷走神經(jīng) P2RY1陽性神經(jīng)元對腫瘤相關(guān)肺泡巨噬細(xì)胞和 T 細(xì)胞的影響極小，這提示不同迷走感覺神經(jīng)元（VSNs）亞群在免疫調(diào)控和癌癥調(diào)控中具有獨(dú)特作用。

為進(jìn)一步驗(yàn)證肺泡巨噬細(xì)胞在Npy2r陽性/Trpv1陽性迷走感覺神經(jīng)元介導(dǎo)的促癌效應(yīng)中的功能相關(guān)性，研究者向荷瘤小鼠氣管內(nèi)遞送荷蘭Liposoma的氯膦酸脂質(zhì)體（clodronate liposomes，CP-005-005），該操作可有效清除肺駐留肺泡巨噬細(xì)胞，且不影響其他主要髓系細(xì)胞群。這種氯膦酸介導(dǎo)的肺泡巨噬細(xì)胞耗竭顯著抑制了肺腫瘤生長（圖 3g，G2 與 G1 對比），證實(shí)了該模型中肺泡巨噬細(xì)胞的促癌作用。

值得注意的是，在肺泡巨噬細(xì)胞缺失的情況下，耗竭Trpv1陽性迷走感覺神經(jīng)元不再產(chǎn)生腫瘤抑制效應(yīng)（圖 3g，G3 與 G2 對比），這表明肺泡巨噬細(xì)胞是迷走感覺神經(jīng)元介導(dǎo)的肺腺癌（LUAD）促癌效應(yīng)所必需的。相比之下，1 型常規(guī)樹突狀細(xì)胞（cDC1s，可向 CD8 T 細(xì)胞交叉呈遞抗原）的缺失，并不足以削弱耗竭Trpv1陽性迷走感覺神經(jīng)元所產(chǎn)生的腫瘤抑制效應(yīng)。

綜上，這些結(jié)果揭示：迷走神經(jīng)NPY2R/TRPV1陽性神經(jīng)元通過促進(jìn)肺泡巨噬細(xì)胞向免疫抑制表型轉(zhuǎn)化并抑制腫瘤反應(yīng)性T細(xì)胞，在抑制抗腫瘤免疫力中發(fā)揮關(guān)鍵作用；而耗竭這類神經(jīng)元可增強(qiáng)癌癥免疫監(jiān)視，進(jìn)而抑制腫瘤生長。

圖3.迷走神經(jīng) NPY2R/TRPV1 神經(jīng)元利用肺泡巨噬細(xì)胞抑制抗腫瘤免疫

接下來，研究人員旨在明確介導(dǎo)迷走神經(jīng)NPY2R/TRPV1陽性神經(jīng)元調(diào)控肺腺癌（LUAD）作用的下游神經(jīng)通路。作為迷走內(nèi)感受系統(tǒng)的一部分，感覺傳入神經(jīng)可能將外周信號傳遞至大腦，進(jìn)而調(diào)控傳出神經(jīng)活動(dòng)；或者，迷走感覺神經(jīng)元（VSNs）可能通過其肺內(nèi)局部末梢釋放神經(jīng)肽，直接調(diào)控周圍細(xì)胞。在已知由Trpv1陽性感覺神經(jīng)元產(chǎn)生的主要神經(jīng)肽中，研究者發(fā)現(xiàn)編碼降鈣素基因相關(guān)肽（CGRP）的基因在支配肺的Npy2r陽性迷走感覺神經(jīng)元中高表達(dá)，而在P2ry1陽性迷走感覺神經(jīng)元中不表達(dá)。為評估CGRP在迷走感覺神經(jīng)元介導(dǎo)的肺腺癌調(diào)控中的潛在作用，研究者采用多種給藥方案（全身給藥、局部給藥及不同給藥時(shí)間點(diǎn)）施用CGRP受體拮抗劑BIBN4096。與耗竭或滅活Trpv1陽性/Npy2r陽性迷走感覺神經(jīng)元所觀察到的強(qiáng)效免疫刺激及腫瘤抑制效應(yīng)不同，在匹配條件下阻斷CGRP信號通路并未改變肺腫瘤生長或腫瘤相關(guān)免疫應(yīng)答。這些截然不同的結(jié)果表明，迷走神經(jīng)NPY2R/TRPV1陽性神經(jīng)元的促癌作用不依賴于CGRP。

鑒于上述研究結(jié)果不支持迷走感覺神經(jīng)元（VSNs）介導(dǎo)的局部反射機(jī)制，研究人員接下來探究了迷走神經(jīng)NPY2R/TRPV1陽性神經(jīng)元是否在肺腺癌（LUAD）中介導(dǎo)腫瘤-大腦通信。已有研究表明，支配肺的感覺神經(jīng)主要起源于迷走神經(jīng)結(jié)狀神經(jīng)節(jié)（VNG）中的神經(jīng)元，這些神經(jīng)元將信號傳遞至腦干的孤束核（NTS）；而孤束核神經(jīng)元進(jìn)而可直接投射至延髓頭端腹外側(cè)區(qū)（RVLM）。盡管迷走感覺神經(jīng)元-延髓頭端腹外側(cè)區(qū)軸系已被證實(shí)參與調(diào)控呼吸、心血管及腸道穩(wěn)態(tài)中的交感神經(jīng)輸出，但其在癌癥生物學(xué)中的功能相關(guān)性尚未明確。研究團(tuán)隊(duì)發(fā)現(xiàn)，向Trpv1-cre小鼠氣管內(nèi)遞送攜帶Cre誘導(dǎo)型興奮性設(shè)計(jì)性受體（DREADD）hM3Dq的逆行腺相關(guān)病毒（AAVs），隨后給予 - N - 氧化物（CNO）處理，對支配肺的 Trpv1 陽性迷走感覺神經(jīng)元進(jìn)行化學(xué)遺傳學(xué)激活，可在健康小鼠的孤束核（NTS）和延髓頭端腹外側(cè)區(qū)（RVLM）神經(jīng)元中引發(fā)強(qiáng)效的FOS蛋白誘導(dǎo)表達(dá)。在荷瘤小鼠中也觀察到了相同的激活模式，這表明肺腫瘤會劫持這一預(yù)先存在的迷走感覺神經(jīng)元 - 延髓頭端腹外側(cè)區(qū)內(nèi)感受通路。

值得注意的是，耗竭迷走神經(jīng)TRPV1陽性或NPY2R陽性神經(jīng)元后，延髓頭端腹外側(cè)區(qū)（RVLM）內(nèi)表達(dá) VGLUT2（由 Slc17a6 基因編碼）的交感節(jié)前運(yùn)動(dòng)神經(jīng)元中Fos蛋白表達(dá)顯著降低（圖 4a、4b）。為證實(shí)這些神經(jīng)元在驅(qū)動(dòng)交感神經(jīng)輸出中的關(guān)鍵作用，研究者對VGLUT2陽性延髓頭端腹外側(cè)區(qū)神經(jīng)元進(jìn)行化學(xué)遺傳學(xué)激活，結(jié)果顯著增強(qiáng)了胸神經(jīng)節(jié)中交感神經(jīng)元的活性。與之一致的是，迷走感覺神經(jīng)元（VSNs）耗竭后，腫瘤誘導(dǎo)的延髓頭端腹外側(cè)區(qū)激活消失，進(jìn)而消除了胸神經(jīng)節(jié)交感神經(jīng)元中下游的 FOS 蛋白誘導(dǎo)表達(dá)（圖 4c）。為直接探究延髓頭端腹外側(cè)區(qū)交感節(jié)前神經(jīng)元在肺腺癌（LUAD）中的功能相關(guān)性，研究者向Vglut2-cre小鼠的延髓頭端腹外側(cè)區(qū)遞送攜帶Cre誘導(dǎo)型 hM4Di 的腺相關(guān)病毒（AAVs），以靶向該神經(jīng)元群體。通過- N - 氧化物（CNO）介導(dǎo)對這些延髓頭端腹外側(cè)區(qū)神經(jīng)元進(jìn)行化學(xué)遺傳學(xué)沉默，顯著抑制了肺腫瘤生長（圖 4d）。鑒于延髓頭端腹外側(cè)區(qū)節(jié)前運(yùn)動(dòng)神經(jīng)元調(diào)控外周器官的交感神經(jīng)張力，這些結(jié)果表明，支配肺的迷走感覺神經(jīng)元將腫瘤來源的信號傳遞至延髓頭端腹外側(cè)區(qū)回路，進(jìn)而驅(qū)動(dòng)交感傳出活動(dòng)參與癌癥調(diào)控。

接下來，研究者探究了中樞迷走感覺神經(jīng)元 - 延髓頭端腹外側(cè)區(qū)（VSN-to-RVLM）通路如何影響向肺腫瘤微環(huán)境（TME）的交感神經(jīng)輸出。耗竭迷走感覺神經(jīng)元（VSNs）后，KP 腫瘤周圍酪氨酸羥化酶（TH）陽性交感神經(jīng)纖維的密度顯著降低（圖 4e），且肺組織中去甲腎上腺素濃度也顯著下降（圖 4f）。相比之下，腫瘤相關(guān)的副交感神經(jīng)支配本就極少，且在迷走感覺神經(jīng)元耗竭的小鼠中未受影響（圖 4g ），這表明在肺腺癌（LUAD）中，迷走神經(jīng) NPY2R/TRPV1陽性神經(jīng)元與交感傳出通路存在選擇性關(guān)聯(lián)。值得注意的是，在腫瘤負(fù)荷出現(xiàn)可檢測到的降低之前的早期時(shí)間點(diǎn)，迷走感覺傳入神經(jīng)的缺失就已導(dǎo)致延髓頭端腹外側(cè)區(qū)交感節(jié)前神經(jīng)元活性及腫瘤的交感神經(jīng)支配均顯著減弱。這一發(fā)現(xiàn)排除了交感通路的變化是腫瘤生長差異繼發(fā)結(jié)果的可能性，反而證實(shí)交感神經(jīng)激活是由上游迷走感覺神經(jīng)向延髓頭端腹外側(cè)區(qū)的信號輸入所驅(qū)動(dòng)。

為評估這些研究發(fā)現(xiàn)的臨床相關(guān)性，研究者對公開可用的癌癥基因組圖譜（TCGA）肺腺癌（LUAD）數(shù)據(jù)集進(jìn)行了迷走感覺神經(jīng)和交感神經(jīng)特征分析?？紤]到在bulk測序數(shù)據(jù)中某些神經(jīng)元基因可能會被腫瘤細(xì)胞異位表達(dá)，研究者采用了包含迷走感覺神經(jīng)元（VSN）特異性基因和交感神經(jīng)特異性基因的多基因特征分析方法，并對每位患者進(jìn)行了單樣本基因集富集分析（ssGSEA）。與小鼠實(shí)驗(yàn)結(jié)果一致，迷走感覺神經(jīng)元和交感神經(jīng)聯(lián)合基因特征的高表達(dá)與患者生存期縮短及 CD8 T 細(xì)胞浸潤減少顯著相關(guān)。此外，鑒于研究數(shù)據(jù)支持 “感覺神經(jīng)支配增強(qiáng)驅(qū)動(dòng)交感神經(jīng)輸出增加" 的模型，研究者還分別對迷走感覺神經(jīng)元和交感神經(jīng)基因特征進(jìn)行了單樣本基因集富集分析。結(jié)果顯示，與兩類基因特征均為低評分的患者相比，迷走感覺神經(jīng)元和交感神經(jīng)評分均為高評分的患者生存期更短，且 CD8 T 細(xì)胞應(yīng)答減弱。綜上，這些結(jié)果揭示了一個(gè)傳入 - 傳出反饋環(huán)路：迷走神經(jīng)NPY2R/TRPV1陽性神經(jīng)元向延髓頭端腹外側(cè)區(qū)（RVLM）傳遞感覺信號，進(jìn)而引發(fā)交感神經(jīng)輸出，形成連接肺腫瘤、大腦與腫瘤微環(huán)境（TME）的調(diào)控通路，最終調(diào)控肺腺癌的進(jìn)展。

圖4.LUAD 參與 VSN 到交感神經(jīng)回路

去甲腎上腺素（NE）是交感神經(jīng)產(chǎn)生的主要神經(jīng)遞質(zhì)，通過腎上腺素能受體發(fā)揮作用。據(jù)報(bào)道，β?腎上腺素能受體（ADRB2）在人非小細(xì)胞肺癌（NSCLC）中表達(dá)量最高。為探究交感–ADRB2 信號通路在迷走感覺神經(jīng)元（VSN）介導(dǎo)的促瘤效應(yīng)中的生物學(xué)相關(guān)性，研究者使用霧化吸入型沙丁胺醇（一種高選擇性 ADRB2 激動(dòng)劑）處理Trpv1?迷走感覺神經(jīng)元缺陷型小鼠。重要的是，結(jié)果顯示：通過吸入沙丁胺醇在局部激活交感通路，可顯著促進(jìn)Trpv1?迷走感覺神經(jīng)元缺失小鼠的肺腫瘤生長，并將腫瘤負(fù)荷恢復(fù)至與迷走感覺神經(jīng)元完整小鼠相近的水平（圖 5a）。

值得注意的是，去甲腎上腺素在體外對 KP 腫瘤細(xì)胞的生長幾乎沒有影響，這表明癌細(xì)胞并非交感神經(jīng)的直接作用靶點(diǎn)。相比之下，將野生型腫瘤細(xì)胞原位移植到ADRB2敲除（Adrb2?/?）小鼠和野生型對照小鼠后，前者的腫瘤負(fù)荷顯著降低（圖 5b），提示交感–ADRB2信號以非腫瘤細(xì)胞自主性的方式調(diào)控肺腺癌生長。此外，ADRB2缺失會消除耗竭Trpv1?迷走感覺神經(jīng)元所帶來的抑瘤效應(yīng)，進(jìn)一步證實(shí)交感–ADRB2 軸是迷走感覺神經(jīng)元介導(dǎo)的內(nèi)感受通路在肺腺癌中發(fā)揮作用的下游效應(yīng)機(jī)制。

由于肺泡巨噬細(xì)胞和T細(xì)胞均為迷走感覺神經(jīng)元（VSN）介導(dǎo)腫瘤調(diào)控所必需（圖 3b、g），研究人員接下來探究了交感–ADRB2 通路如何影響這些免疫細(xì)胞群。與耗竭Npy2r?或 Trpv1?迷走感覺神經(jīng)元后觀察到的免疫表型相似，在 Adrb2?/?小鼠中阻斷 ADRB2信號可使免疫抑制型ARG1?肺泡巨噬細(xì)胞顯著減少，同時(shí)抗腫瘤 CD4 和 CD8 T 細(xì)胞顯著增多（圖 5c、d）。

值得注意的是，ADRB2缺失消除了Trpv1?迷走感覺神經(jīng)去支配對腫瘤相關(guān)免疫應(yīng)答的作用；而通過吸入沙丁胺醇激活 β?腎上腺素能信號，則逆轉(zhuǎn)了迷走感覺神經(jīng)元耗竭所誘導(dǎo)的肺泡巨噬細(xì)胞和T細(xì)胞變化。

綜上，功能獲得與功能缺失實(shí)驗(yàn)共同證實(shí)：ADRB2信號對于迷走感覺神經(jīng)元–交感神經(jīng)軸介導(dǎo)的抗腫瘤免疫神經(jīng)調(diào)控，既是必需的，也是充分的。

為進(jìn)一步明確交感–ADRB2通路是否直接作用于免疫細(xì)胞，研究人員構(gòu)建了嵌合小鼠模型：將野生型或Adrb2?/?骨髓分別移植到Trpv1-cre; LSL-DTR小鼠體內(nèi)。結(jié)果顯示，在迷走感覺神經(jīng)元（VSNs）完整的小鼠中，造血系統(tǒng)來源細(xì)胞缺失ADRB2足以增強(qiáng)抗腫瘤免疫應(yīng)答并抑制肺腺癌（LUAD）生長（圖 5e–g，G1 對比 G3）。

相比之下，在Trpv1?迷走感覺神經(jīng)元被耗竭的小鼠中，造血細(xì)胞是否表達(dá) ADRB2對腫瘤表型及免疫表型均不再產(chǎn)生影響（圖 5e–g，G2 對比 G4）。這一上位效應(yīng)證實(shí)：通過β?腎上腺素能信號實(shí)現(xiàn)的腫瘤調(diào)控，依賴于完整的迷走感覺通路。此外，免疫細(xì)胞缺失ADRB2可消除耗竭Trpv1?迷走感覺神經(jīng)元所帶來的抑瘤效應(yīng)與免疫激活效應(yīng)（圖 5e–g，G3 對比 G4，與 G1 對比 G2 形成鮮明反差）。

綜上，這些結(jié)果表明：迷走感覺神經(jīng)元–交感神經(jīng)軸通過免疫細(xì)胞中的 β? 腎上腺素能信號促進(jìn)肺腺癌進(jìn)展。

圖5.迷走神經(jīng)感覺到交感神經(jīng)軸通過肺泡巨噬細(xì)胞中的β2腎上腺素能信號抑制抗腫瘤免疫

由于肺泡巨噬細(xì)胞和T細(xì)胞是敲除 NPY2R/TRPV1 型迷走感覺神經(jīng)元后受影響最主要的免疫細(xì)胞群，研究人員接下來探究了肺泡巨噬細(xì)胞或T細(xì)胞是否為交感–ADRB2 通路的直接作用靶細(xì)胞。

值得注意的是，腫瘤相關(guān)肺泡巨噬細(xì)胞特異性表達(dá)Adrb2，而不表達(dá)其他腎上腺素能受體。此外，從KP小鼠肺腫瘤中分離的肺泡巨噬細(xì)胞，其Adrb2表達(dá)水平顯著高于CD8 T細(xì)胞。

為驗(yàn)證去甲腎上腺素–ADRB2信號可直接促使肺泡巨噬細(xì)胞向免疫抑制表型轉(zhuǎn)化，研究人員發(fā)現(xiàn)：在體外培養(yǎng)的野生型肺泡巨噬細(xì)胞中，去甲腎上腺素處理可顯著上調(diào) Arg1 的表達(dá)（圖 5h）；而在ADRB2敲除的肺泡巨噬細(xì)胞中，無論在靜息狀態(tài)還是在腫瘤來源因子刺激下，Arg1表達(dá)均明顯降低（圖 5i）。相比之下，CD8 T細(xì)胞在體外經(jīng)去甲腎上腺素處理后，其腫瘤殺傷能力并未發(fā)生改變。這表明在肺癌中，肺泡巨噬細(xì)胞（而非T細(xì)胞）很可能是迷走感覺神經(jīng)元–交感神經(jīng)–去甲腎上腺素通路的主要作用靶細(xì)胞。

為明確肺泡巨噬細(xì)胞在將迷走感覺神經(jīng)元–交感神經(jīng)環(huán)路與腫瘤免疫關(guān)聯(lián)起來中的作用，研究人員開展了一項(xiàng)四組體內(nèi)實(shí)驗(yàn)，旨在檢測在存在或不存在神經(jīng)信號的情況下，清除肺泡巨噬細(xì)胞對T細(xì)胞應(yīng)答及腫瘤生長的影響。

在野生型小鼠中，經(jīng)荷蘭Liposoma氯膦酸鹽脂質(zhì)體清除肺泡巨噬細(xì)胞后，IFNγ?TNF? CD8 T細(xì)胞的數(shù)量顯著增多，腫瘤負(fù)荷也明顯降低（擴(kuò)展數(shù)據(jù)圖 9i、9j，G1 對比 G3）。這表明當(dāng)迷走感覺神經(jīng)元–交感神經(jīng)軸完整時(shí)，肺泡巨噬細(xì)胞會抑制抗腫瘤T細(xì)胞應(yīng)答。

相比之下，在Adrb2?/? 小鼠（交感–ADRB2 信號通路被破壞）中，氯膦酸鹽脂質(zhì)體處理對腫瘤負(fù)荷和T細(xì)胞活性均無影響（擴(kuò)展數(shù)據(jù)圖 9i、9j，G2 對比 G4），提示ADRB2信號是肺泡巨噬細(xì)胞發(fā)揮免疫抑制功能所必需的。

值得注意的是，清除肺泡巨噬細(xì)胞可消除由ADRB2缺失（擴(kuò)展數(shù)據(jù)圖 9i、9j，G3 對比 G4，與 G1 對比 G2 形成對照）或Trpv1?迷走感覺神經(jīng)元耗竭（擴(kuò)展數(shù)據(jù)圖 9k）所誘導(dǎo)的增強(qiáng)型抗腫瘤免疫效應(yīng)。

綜上，這些數(shù)據(jù)表明：迷走感覺神經(jīng)元–交感神經(jīng)環(huán)路以肺泡巨噬細(xì)胞依賴的方式、通過ADRB2介導(dǎo)機(jī)制抑制腫瘤反應(yīng)性T細(xì)胞。

為直接驗(yàn)證ADRB2信號在肺泡巨噬細(xì)胞中的功能重要性，研究人員構(gòu)建了混合骨髓嵌合體模型：對經(jīng)輻照處理的Npy2r-IRES-cre; LSL-DTR受體小鼠，移植Adrb2?/?骨髓與CD11c-cre; Ppargfl/fl骨髓的混合物，從而僅在肺泡巨噬細(xì)胞中特異性敲除 ADRB2（擴(kuò)展數(shù)據(jù)圖 9l）。

結(jié)果顯示，肺泡巨噬細(xì)胞特異性敲除ADRB2足以使其表型恢復(fù)正常，并消除耗竭Npy2r?迷走感覺神經(jīng)元所帶來的T細(xì)胞激活及腫瘤抑制效應(yīng)（擴(kuò)展數(shù)據(jù)圖 9m–o）。

值得注意的是，盡管已有研究報(bào)道ADRB1過表達(dá)或背根神經(jīng)節(jié)傷害性感受神經(jīng)元釋放的CGRP可促進(jìn)CD8 T細(xì)胞耗竭 ，但該研究在調(diào)控ADRB2信號或迷走感覺神經(jīng)元后，并未觀察到KP腫瘤內(nèi)耗竭型CD8 T細(xì)胞出現(xiàn)顯著變化（擴(kuò)展數(shù)據(jù)圖 9p–t）。

綜上，這些發(fā)現(xiàn)證實(shí)：由迷走感覺–交感神經(jīng)通路介導(dǎo)的腫瘤–大腦交流，通過激活肺泡巨噬細(xì)胞中的β?腎上腺素能信號來抑制抗腫瘤免疫。

擴(kuò)展數(shù)據(jù)圖9.AMs中的NE-ADRB2信號抑制了VSN到交感神經(jīng)軸下游的抗腫瘤免疫

總之，本研究鑒定出一條傳入神經(jīng)–傳出神經(jīng)環(huán)路介導(dǎo)的腫瘤–大腦交流軸，該軸通過構(gòu)建免疫抑制性腫瘤微環(huán)境促進(jìn)腫瘤發(fā)生。在肺腫瘤微環(huán)境（TME）中,腫瘤來源因子促進(jìn)迷走感覺神經(jīng)元（VSNs）的神經(jīng)支配與激活；感覺傳入神經(jīng)隨后將信號傳遞至腦干延髓頭端腹外側(cè)區(qū)（RVLM）神經(jīng)元，驅(qū)動(dòng)傳出性交感神經(jīng)活動(dòng)增強(qiáng)，并使腫瘤微環(huán)境中的去甲腎上腺素（NE）水平升高；去甲腎上腺素進(jìn)而通過肺泡巨噬細(xì)胞（AM）中的ADRB2 信號促進(jìn)其向免疫抑制表型分化，從而抑制腫瘤反應(yīng)性T細(xì)胞應(yīng)答（擴(kuò)展數(shù)據(jù)圖 10）。綜上，感覺傳入與交感傳出的功能性整合形成了一條神經(jīng)環(huán)路介導(dǎo)的腫瘤–大腦雙向通訊，通過抑制抗腫瘤免疫，進(jìn)而促進(jìn)腫瘤發(fā)生發(fā)展。

擴(kuò)展數(shù)據(jù)圖10.由迷走感覺–交感神經(jīng)軸介導(dǎo)的腫瘤–大腦雙向交互作用模式圖

肺泡巨噬細(xì)胞中的 β?腎上腺素能信號，是迷走感覺–交感神經(jīng)軸介導(dǎo)免疫抑制的關(guān)鍵效應(yīng)通路。肺泡巨噬細(xì)胞作為肺部最主要的免疫細(xì)胞，高表達(dá)ADRB2，且位置緊鄰腫瘤相關(guān)神經(jīng)末梢。本研究表明，利用基因、藥物及化學(xué)遺傳學(xué)手段阻斷迷走感覺–交感–ADRB2通路，可顯著抑制肺癌進(jìn)展。與此一致，臨床研究也顯示，β受體阻滯劑可改善接受多種方案治療的非小細(xì)胞肺癌（NSCLC）患者的生存。綜上，這些發(fā)現(xiàn)揭示了內(nèi)臟器官腫瘤中大腦與免疫調(diào)控之間的關(guān)鍵聯(lián)系，表明靶向迷走感覺–交感神經(jīng)環(huán)路以增強(qiáng)抗腫瘤免疫具有重要的治療潛力。

荷蘭Liposoma是巨噬細(xì)胞清除劑Clodronate Liposomes氯膦酸鹽脂質(zhì)體的發(fā)明人。作為金標(biāo)準(zhǔn)的體內(nèi)單核巨噬細(xì)胞清除試劑，其憑借穩(wěn)定的化學(xué)性質(zhì)、高效的清除能力及良好的生物相容性，已成為全球單核巨噬細(xì)胞清除的不二藥物。產(chǎn)品被引頻頻見刊Cell，Nature和Science，助力突破發(fā)現(xiàn)，拓展科學(xué)邊界。

本Nature論文，研究人員就使用了荷蘭Liposoma的巨噬細(xì)胞清除劑氯膦酸鹽二鈉脂質(zhì)體Clodronate Liposomes，貨號CP-005-005。研究者向荷瘤小鼠氣管內(nèi)遞送荷蘭Liposoma的氯膦酸脂質(zhì)體（clodronate liposomes，CP-005-005），該操作可有效清除肺駐留肺泡巨噬細(xì)胞，且不影響其他主要髓系細(xì)胞群。氯膦酸脂質(zhì)體介導(dǎo)的肺泡巨噬細(xì)胞耗竭顯著抑制了肺腫瘤生長（圖 3g，G2 與 G1 對比），證實(shí)了該模型中肺泡巨噬細(xì)胞的促癌作用。

產(chǎn)品被引：

原始文獻(xiàn)：

Wei, H.K., Yu, C.D., Hu, B. et al. Tumour–brain crosstalk restrains cancer immunity via a sensory–sympathetic axis. Nature 650, 1007–1016 (2026). //doi.org/10.1038/s41586-025-10028-8