無法治愈的星形細胞瘤，包括尤其惡性的膠質(zhì)母細胞瘤，會像菌絲體一樣擴散性生長進入健康腦組織中。因此，采用手術(shù)無法完全切除這些腫瘤，縱使給予強化治療它們也常常會在某一時刻再度開始生長。這些腫瘤具有有效的治療抵抗機制。

在發(fā)布于《自然》（Nature）雜志上的新論文中，科學家們描述了星形細胞瘤的一個顯著特點：它們形成了極細長的細胞膜延伸物，它們利用這些延伸物不斷地掃描健康大腦，由此侵襲并移居健康大腦。

當腫瘤生長時，癌細胞利用這些延伸物來互相連接一個大型網(wǎng)絡(luò)，在這一網(wǎng)絡(luò)中它們集中及跨遠距離通訊，使得星形細胞瘤看起來像高度復雜的、器官樣實體。“我們首先想到的是，這看起來像在已存在的大腦內(nèi)部又形成了一個新的大腦。腫瘤細胞在網(wǎng)絡(luò)中相互連接，與我們所知道的在大腦中神經(jīng)元和其他細胞類型構(gòu)成的網(wǎng)絡(luò)相似，”海德堡大學醫(yī)院與德國癌癥研究中心的Frank Winkler說。

在一年的時間里，研究人員觀察了他們移植到小鼠體內(nèi)的人類膠質(zhì)母細胞瘤的生長情況。他們利用了一種特殊的顯微鏡技術(shù)觀察大腦的深層。以這種方式，他們發(fā)現(xiàn)癌細胞通過細胞膜微管交換分子，也利用了這些微管作為通訊渠道。

研究人員也在來自腦癌患者的組織樣本中發(fā)現(xiàn)了這一腫瘤微管網(wǎng)絡(luò)。癌細胞相互連接越多，腫瘤亞型越具有惡性且抵抗治療。

因此，科學家們推測這一腫瘤微管網(wǎng)絡(luò)必定與抵抗治療有關(guān)聯(lián)。他們觀察發(fā)現(xiàn)，實際上腫瘤可以識別對該網(wǎng)絡(luò)的損壞并立即修復它。膠質(zhì)母細胞的標準療法——放療無法殺死成為這一網(wǎng)絡(luò)組成部分的腫瘤細胞，而這一網(wǎng)絡(luò)外的癌細胞則會死亡。

那么腫瘤細胞是如何形成這些特別的膜延伸物的呢？分析來自250名腦癌患者腫瘤組織中的基因活性提供了線索。為了建立它們的網(wǎng)絡(luò)，癌細胞利用了一些通常在神經(jīng)系統(tǒng)發(fā)育早期活化的特異分子信號通路。科學家們在小鼠實驗中阻斷這些信號通路，發(fā)現(xiàn)小鼠隨后形成了較小且相互連接較少的腫瘤，其對放療反應非常敏感。

海德堡大學醫(yī)院神經(jīng)病學系Wolfgang Wick 說：“星形細胞瘤，尤其是膠質(zhì)母細胞瘤抵抗所有類型的治療是一個大問題。我們的結(jié)果第一次表明了一種人們長期追求的，可破壞這種治療抵抗，由此使得我們最終可提高這些腫瘤治療療效的新方法。這些結(jié)果還解釋了一種特定的腦癌亞型更好地響應治療的原因。

論文的第一作者Matthias Osswald說：“它們建立網(wǎng)絡(luò)的能力似乎有限。盡管這一研究發(fā)現(xiàn)不能立即使我們能夠為我們的腦腫瘤患者提供一種新療法，但它表明了治療開發(fā)的方向：我們必須破壞這一惡性網(wǎng)絡(luò)。”