项目文章Cancer Res |「神经-肿瘤」研究力作！上交大等团队揭秘胆囊癌细胞外囊泡诱导神经元坏死性凋亡，促进神经浸润机制！
2026-04-15
中科新生命
54
胆囊癌恶性程度高、预后极差，5年生存率仅5%-10%，其中神经周围侵袭（PNI）发生率高达71%，是术后复发的重要危险因素。目前认为PNI是肿瘤主动侵袭而非被动扩散的过程，涉及肿瘤-神经元相互作用及细胞外囊泡（EV）介导的通讯，但胆囊癌PNI的精确分子机制尚不明确，神经微环境变化也缺乏深入系统研究。
2026年3月，上海交通大学医学院附属新华医院、澳门大学精准肿瘤学前沿科学中心上海交通大学医学院附属新华医院龚伟、刘诗蕾、澳门大学精准肿瘤学前沿科学中心王子恒、西安交通大学第一附属医院耿智敏、西安交通大学第一附属医院共同在Cancer Research（IF16.6）杂志在线发表了题为“Extracellular Vesicle-Mediated O-GlcNAcase Transfer Drives Neuronal Necroptosis to Facilitate Gallbladder Cancer Perineural Invasion”的研究论文，揭示了胆囊癌细胞通过EV将OGA酶（O-连接N-乙酰葡糖胺水解酶）传递给神经元，诱导神经元发生坏死性凋亡，从而促进肿瘤沿神经侵袭的分子机制。中科新生命为该研究提供了非靶代谢组plus检测服务。
研究材料
人源胆囊癌及癌旁组织
人胆囊癌细胞系、正常胆囊上皮细胞、人神经元细胞系、工具细胞
小鼠模型
研究步骤
步骤1：临床发现 → PNI患者神经元OGA高表达，预后差；
步骤2：机制探索 → EVs传递OGA促进PNI（体外+体内）；
步骤3：死亡类型 → 坏死性凋亡，RIPK1依赖性；
步骤4：分子机制 → OGA-RIPK1结合，Ser440去糖基化-S166磷酸化；
步骤5：效应分子 → HMGB1（高迁移率族蛋白B1）释放，RAGE（晚期糖基化终末产物受体）受体激活；
步骤6：转化应用 → FPS-ZM1（RAGE抑制剂）+ gemcitabine(抗代谢药)协同治疗PNI。
研究结果
1. PNI胆囊癌中神经元OGA表达升高
研究通过多维度手段，系统揭示了PNI是胆囊癌患者预后不良的独立危险因素。PNI阳性患者5年生存率显著降低，且肿瘤细胞与不成熟神经元及施万细胞存在显著通讯。激光显微切割蛋白质组学发现，OGA蛋白在PNI区域显著高表达。免疫荧光与定量分析证实，OGA在PNI区域的表达水平与浸润严重程度及患者更差的生存预后呈正相关，87.18%的PNI阳性患者呈中-高表达。
图1 PNI胆囊癌中神经元OGA表达升高
2. 胆囊癌细胞来源的EVs增加神经元OGA表达
实验显示，肿瘤细胞与神经元共培养或使用肿瘤条件培养基处理，均能显著提高神经元OGA水平，而添加EV抑制剂GW4869则可阻断该效应。进一步的Transwell实验表明，共培养可显著促进胆囊癌细胞侵袭能力，该效应依赖于EVs及其携带的OGA：敲低肿瘤细胞中OGA表达或使用其来源EVs，均无法诱导神经元OGA上调及肿瘤侵袭增强。利用蛋白合成抑制剂放线菌酮处理证实，神经元中升高的OGA主要来源于外源性EVs，而非内源。综上，胆囊癌细胞通过EVs介导的OGA转移，重塑神经元微环境，上调神经元中OGA的表达，进而反向促进肿瘤侵袭。
图2 胆囊癌细胞来源的EVs增加神经元OGA表达
3. 负载OGA的胆囊癌源性EVs驱动PNI
研究通过3D共培养模型及坐骨神经侵袭模型，证实EVs所携带的OGA蛋白是驱动胆囊癌PNI的关键因素。在3D共培养中，完整EVs显著促进肿瘤细胞向神经侵袭，而OGA敲低EVs则作用减弱；外源补充完整EVs可恢复OGA缺陷肿瘤细胞的侵袭能力。在动物模型中，EV-OGA加剧了肿瘤导致的坐骨神经功能损伤、延长了神经侵袭长度（最长约800μm），并引起严重的后肢瘫痪及神经结构破坏。相反，OGA缺陷或正常上皮来源的EVs则无此效应。综上，EVs中OGA是胆囊癌神经侵袭的核心分子。
图3 负载OGA的胆囊癌源性EVs驱动PNI
4. 外源性OGA通过RIPK1信号轴诱导神经元发生坏死性凋亡
代谢组学结果显示：胆囊癌细胞来源的EVs-OGA通过抑制神经元己糖胺生物合成途径（HBP），降低糖基化底物UDP-GlcNAc等代谢物水平，进而诱导RIPK1依赖的坏死性凋亡。EVs处理诱导神经元死亡，而OGA抑制剂TMG或糖基化底物葡萄糖胺可显著挽救。代谢化合物库筛选及验证实验表明，RIPK1抑制剂Nec-1能剂量依赖性阻断EV诱导的细胞死亡及激活经典坏死性凋亡通路（pRIPK1、pRIPK3和pMLKL增加）。机制上，EVs-OGA通过去除RIPK1的O-GlcNAc糖基化修饰，促进其磷酸化，驱动RIPK1-RIPK3-MLKL坏死复合体形成。敲低OGA或使用TMG均可阻断该通路。综上，EVs-OGA通过代谢重编程及去糖基化修饰，触发神经元RIPK1依赖性坏死性凋亡。
图4 外源性OGA通过RIPK1信号轴诱导神经元发生坏死性凋亡
5. OGA抑制RIPK1的糖基化并促进其磷酸化
通过分子对接及免疫共沉淀证实，OGA与RIPK1存在直接物理结合。OGA通过抑制RIPK1的O-GlcNAc糖基化，促进其S166位点磷酸化，进而激活RIPK1-RIPK3-MLKL坏死性凋亡通路。神经元中敲低RIPK1或表达S166A突变体，可完全阻断胆囊癌EV-OGA诱导的坏死性凋亡及肿瘤神经侵袭增强效应。体内AAV9(基因递送载体，用于实现神经元特异性的基因敲除)介导的神经元RIPK1敲除同样显著抑制坐骨神经侵袭模型中的神经功能损伤及浸润长度。综上，OGA通过去糖基化直接激活RIPK1，是驱动胆囊癌神经周围浸润的关键分子机制。
图5 OGA抑制RIPK1的糖基化并促进其磷酸化
6. Ser440是RIPK1上依赖于OGA调控的关键O-GlcNAc糖基化位点
O-GlcNAc水平随EVs处理时间降低。生物信息学预测结合点突变筛选发现，Ser331、Ser440、Ser669为潜在糖基化位点。Co-IP显示，S440A突变显著削弱OGA与RIPK1的结合，导致RIPK1糖基化水平升高；而S331A增强结合并过度去糖基化；S669A突变体的结合能力介于两者之间（略弱于野生型），其糖基化水平与功能表型也呈现中间状态。功能上，S331A加剧EVs诱导的神经元死亡，且Nec-1(坏死性凋亡抑制剂-1)抑制效果较差；S440A则显著阻断死亡及pRIPK1/pRIPK3/pMLKL通路激活。三维结构分析提示S440与磷酸化位点S166空间邻近（53.1 Å），支持糖基化-磷酸化竞争机制。最终，S440A突变有效抑制肿瘤细胞神经侵袭。综上，Ser440是OGA识别并去糖基化RIPK1的关键位点。
图6 Ser440是RIPK1上依赖于OGA调控的关键O-GlcNAc糖基化位点
7. 损伤相关分子模式HMGB1/RAGE轴促进神经周围浸润
EVs-OGA诱导神经元坏死性凋亡后释放的DAMPs中，HMGB1是最丰富、最持久的信号分子，其释放呈EVs-OGA依赖性。HMGB1抑制剂NecroX-7或RAGE抑制剂FPS-ZM1可显著阻断肿瘤侵袭，且HMGB1主要通过RAGE受体（而非TLR2/4）发挥作用。FPS-ZM1与gemcitabine在体外具有显著协同抗肿瘤效应，联合治疗在体内坐骨神经模型中几乎完全阻断神经侵袭，并最大程度保留神经功能。
图7 损伤相关分子模式HMGB1/RAGE轴促进神经周围浸润
文章小结
胆囊癌细胞通过EVs传递OGA至神经元，经Ser440去糖基化-S166磷酸化轴激活RIPK1依赖性坏死性凋亡，释放HMGB1经RAGE反馈促进肿瘤神经侵袭；靶向HMGB1-RAGE轴（FPS-ZM1联合吉西他滨）可有效抑制PNI。该研究首次揭示EV介导的肿瘤-神经元代谢-死亡-侵袭反馈环路，完善了胆囊癌神经侵袭的分子机制。
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