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临床研究发现,焦虑、抑郁等负面情绪可能加速癌症发展,流行病学研究也支持这一观点。更令人担忧的是,癌症引发的恐惧本身也可能通过神经通路推动病情恶化。但大自然也赋予我们对抗的利器:社交!从动物到人类,社交是深植于本能的生存策略,不仅是情感支持更是身心平衡的调节器。研究表明,善于社交的人面对疾病更具韧性;癌症患者中社交活跃者往往生存更久。尤其在乳腺癌中,陪伴与交流不仅能减缓焦虑,还与延长生存期相关。然而,这些关联背后一直缺少科学解释。

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(图片源自网络)

基于此,2025年8月2日,陆军军医大学基础医学院吴广延教授&熊鹰教授和陆军军医大学西南医院妇产科戴礼猛教授&陆军军医大学西南医院乳腺甲状腺外科张毅教授研究团队在《Neuron》杂志发表了“Social interaction in mice suppresses breast cancer progression via a corticoamygdala neural circuit”,揭示了小鼠的社交互动(SI)通过皮层-杏仁核神经环路抑制乳腺癌进展。

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社交行为对所有哺乳动物物种都至关重要。临床观察和流行病学研究已表明,社交互动(SI)可能延缓癌症进展并改善患者预后。然而,其潜在的神经机制尚不清楚。本研究发现,在小鼠模型中,SI通过激活前扣带皮层(ACC Glu)到基底外侧杏仁核(BLA)的谷氨酸能输入抑制肿瘤内的交感神经活性,从而抑制肿瘤生长。通过化学遗传学方法抑制被SI激活的ACC Glu神经元及其投射至BLA的通路会消除SI的抗焦虑和抗肿瘤效应;而重新激活这些神经元或神经环路则可模拟SI的抗焦虑和抗肿瘤作用。通过调控ACC Glu→BLA Glu通路来调节肿瘤内交感神经活性和去甲肾上腺素(NE)的释放可影响抗肿瘤免疫反应,进而调控肿瘤进展。综上所述,本研究揭示了SI通过激活皮层-杏仁核神经环路抑制癌症进展的机制。

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图一 SI可减缓乳腺癌进展

乳腺癌患者常伴有焦虑症状,而焦虑本身可能反过来促进癌症进展。已有临床证据表明,SI不仅能缓解乳腺癌患者的焦虑还可能抑制肿瘤发展。

本研究在小鼠模型中系统探究了这一现象的机制。研究人员首先观察了荷瘤小鼠与其健康同窝伙伴(T-N组)或另一只荷瘤小鼠(T-T组)之间的社交行为。结果显示,与健康伙伴互动的T-N组小鼠表现出更频繁、更长时间的社交接触。为进一步探究SI与肿瘤进展的关系,研究人员将接种4T1乳腺癌细胞的小鼠随机分为四组:每天接受1小时、2小时或24小时SI(与健康雌性同窝伙伴共处)或单独饲养(0小时社交,对照组),持续24天。作者通过一系列行为学测试包括明暗箱、旷场、高架十字迷宫(以上行为学设备均购自上海欣软)结果表明,无论社交时长如何,接受SI的小鼠焦虑样行为均显著低于单独饲养组。

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鉴于肿瘤内交感神经活性与焦虑水平及乳腺癌进展呈正相关,研究人员检测了肿瘤组织中NE水平(交感神经活性指标)。ELISA结果显示,所有社交组(1、2、24小时)的肿瘤内NE水平均显著低于对照组,表明SI有效抑制了肿瘤内的交感神经过度激活。组织学分析进一步显示,SI显著减少肿瘤中Ki67阳性增殖细胞比例,同时增加TUNEL阳性凋亡细胞数量。SI显著抑制原位4T1肿瘤的生长,减轻肿瘤重量,这一效应在异位移植模型中也得到验证。此外,雌雄之间的SI同样能显著抑制肿瘤进展。值得注意的是,这种抗肿瘤效应并非源于环境富集(无生命物体刺激),因为单纯的环境富集并未影响肿瘤进展。

综上所述,SI通过抑制肿瘤内交感神经活性,不仅缓解了癌症相关的焦虑,还直接减缓了乳腺癌的进展。

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图二 ACC Glu对SI的抗肿瘤效应至关重要

那么,SI是如何发挥抗肿瘤作用的呢?

接下来,研究人员深入探究了SI发挥抗肿瘤作用的神经机制。已知ACC参与情绪调节和社交行为,为了观察社交过程中ACC神经元的活动动态,研究团队在自由活动的荷瘤小鼠中进行了在体多通道电生理记录。结果显示,当小鼠进行SI时,ACC神经元的放电频率显著升高,尤其在社交接触开始的瞬间进一步增强。

鉴于ACC Glu是ACC中主要的输出神经元类型,研究重点聚焦于这类神经元在社交中的作用。通过检测c-Fos的表达发现,与单独饲养的小鼠相比,进行社交的荷瘤小鼠其ACC Glu神经元中c-Fos表达显著增加;甚至在健康小鼠间的社交也会更强地激活ACC,说明该脑区对社交本身具有高度敏感性。为进一步实时监测ACC Glu神经元的活动,研究人员在接种4T1细胞24天后,利用光纤记录技术记录钙信号。发现引入健康同伴后,ACC Glu神经元的活动迅速上升,并在整个社交期间维持高水平且在社交接触开始时再次出现峰值,证实SI能持续激活ACC Glu神经元。

更重要的是,为了验证这些神经元是否必需于社交的益处,研究人员采用化学遗传学方法抑制ACC Glu神经元的活动。结果发现:社交带来的抗焦虑效果完全消失(在明暗箱、旷场、高架十字迷宫测试中均无改善);肿瘤内NE水平回升;肿瘤细胞增殖(Ki67+)增加,凋亡(TUNEL+)减少;肿瘤生长速度加快。这些结果表明:ACC Glu神经元不仅是SI的响应者,更是介导其抗焦虑和抗肿瘤效应的关键必要节点。只有当这些神经元被正常激活,社交才能转化为对抗癌症的生理力量。

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图三 化学遗传学重新激活被SI标记的ACC Glu神经元足以模拟SI的抗焦虑和抗肿瘤效应

在另一组独立实验中,研究人员进一步探究了重新激活被SI标记的ACC Glu神经元是否足以模拟社交所带来的抗焦虑和抗肿瘤效应。为此,他们采用了一种基于活动依赖的神经元标记技术:向小鼠rACC注射三种病毒组合,该系统的设计确保只有在社交过程中被自然激活(即表达c-Fos)的ACC Glu神经元才会表达hM3Dq。

在小鼠经历社交以标记这些神经元后,研究人员在后续12天内每天注射CNO,在不提供实际社交的情况下选择性地重新激活这群“被社交标记过”的神经元以模拟社交的生物学效应。结果发现,这种持续的人工激活显著减轻了荷瘤4T1肿瘤小鼠的焦虑样行为(在明暗箱、旷场和高架十字迷宫测试中均得到验证),并显著降低肿瘤内的NE水平,表明交感神经活性受到抑制。同时,肿瘤组织中Ki67阳性增殖细胞比例显著减少,TUNEL阳性凋亡细胞比例增加。更重要的是,人工激活显著减缓了4T1肿瘤的生长速度,降低了肿瘤重量和生物发光强度。这些结果表明,仅重新激活在社交过程中被自然激活的ACC Glu神经元,就足以在没有真实社交的情况下,完全模拟出SI的抗焦虑和抗肿瘤效果。综上所述,该研究不仅证明ACC Glu神经元的活动是介导社交益处的充要条件。

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图四 社交激活的ACC→BLA神经环路可模拟社交的抗癌效应

接下来,研究人员进一步探究了重新激活被SI激活的ACC Glu → BLA通路是否足以模拟社交所带来的抗焦虑和抗肿瘤效应。为

了特异性地标记并操控这条神经通路,研究人员采用逆行示踪与活动依赖性基因表达相结合的技术:首先,向小鼠双侧BLA注射逆行病毒 rAAV2/retro-CaMKIIα-Cre,使Cre重组酶逆向运输至投射到BLA的ACC神经元中表达;随后,向双侧ACC注射 rAAV2/9-c-Fos-DIO-tTA 与rAAV2/9-TRE-tight-hM3Dq-mCherry或对照病毒,只有在社交过程中被激活(表达c-Fos)且投射到BLA的ACC Glu神经元才会表达hM3Dq。在完成社交标记后,研究人员在不提供实际社交的情况下,连续12天每天注射CNO选择性地重新激活这群被标记的ACC Glu → BLA神经元以模拟社交的生物学效应。

结果表明,这种持续的人工激活显著减轻了4T1肿瘤小鼠的焦虑样行为(在明暗箱、旷场和高架十字迷宫测试中均得到验证),并显著降低肿瘤内NE水平,提示肿瘤交感神经活性受到抑制。此外,人工激活显著减少了4T1肿瘤中Ki67阳性增殖细胞的比例,同时增加了TUNEL阳性凋亡细胞的比例。这些结果表明,仅重新激活在社交过程中被激活的ACC Glu → BLA神经通路,就足以在没有真实社交的情况下完全模拟出SI的抗焦虑和抗肿瘤效果。

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图五 人工模拟SI可抑制肿瘤免疫抑制

最后,研究人员通过流式细胞术分析SI是否影响肿瘤微环境中的免疫应答,重点关注肿瘤浸润淋巴细胞的变化。

在4T1荷瘤小鼠中,通过化学遗传学方法重新激活被社交标记的ACC→BLA神经元(模拟SI)或进行对照处理。结果显示,连续12天的人工激活显著增加了4T1肿瘤中CD45⁺白细胞的浸润比例。进一步分析发现,CD4⁺和CD8⁺ T细胞的数量均显著上升。同时,具有免疫抑制功能的髓源性抑制细胞(MDSCs)和调节性T细胞(Tregs)比例显著降低。此外,耗竭标志物PD-1阳性的CD4⁺和CD8⁺ T细胞比例减少,而发挥抗肿瘤效应的IFN-γ分泌型CD4⁺和CD8⁺ T细胞比例明显增加。在巨噬细胞方面,促炎型M1巨噬细胞(CD11b⁺F4/80⁺CD86⁺CD206⁻)比例及M1/M2比值显著升高。

在PyMT乳腺癌模型中也观察到一致结果:连续15天模拟社交激活后,肿瘤内CD45⁺白细胞、CD4⁺和CD8⁺ T细胞浸润增加;MDSCs、Tregs及PD-1⁺ T细胞比例下降;IFN-γ⁺效应T细胞增多;M1巨噬细胞比例和M1/M2比值上升,M2巨噬细胞无显著变化。

综上,无论是4T1还是PyMT肿瘤模型,人工模拟SI均能明显重塑肿瘤免疫微环境。一方面增强T细胞和M1巨噬细胞介导的抗肿瘤免疫反应,还可抑制MDSCs、Tregs等免疫抑制成分。这表明,SI通过激活特定神经通路可有效打破肿瘤免疫抑制状态,促进免疫系统对癌细胞的识别与清除,从而发挥抗癌作用。

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图六 全文摘要总结示意图

总结

本研究揭示了SI与肿瘤微环境抗肿瘤免疫之间的紧密联系。通过人工激活被社交标记的ACC→BLA神经通路,不仅显著增强了抗肿瘤免疫反应还抑制了免疫抑制状态,使肿瘤微环境向更有利于免疫攻击的“免疫刺激型”转变,从而抑制肿瘤生长。尽管已阐明SI抗肿瘤效应的神经环路基础,但具体的免疫介质及其细胞特异性仍有待深入探索。该神经机制可增强抗肿瘤免疫反应,为癌症治疗提供了新的干预思路。

文章来源

https://doi.org/10.1016/j.neuron.2025.07.002