膠質(zhì)瘤細(xì)胞“干性”和生物學(xué)行為的分子調(diào)控機(jī)制及其治療學(xué)意義.pdf

1、膠質(zhì)瘤是中樞神經(jīng)系統(tǒng)最常見的原發(fā)性腫瘤。根據(jù)世界衛(wèi)生組織(WHO)對膠質(zhì)瘤的分類標(biāo)準(zhǔn)，按照其惡性程度可分為Ⅰ-Ⅳ級，其中膠質(zhì)母細(xì)胞瘤（WHOⅣ級）惡性程度極高，患者生存期短、復(fù)發(fā)率高、治療困難。膠質(zhì)瘤干細(xì)胞是膠質(zhì)瘤中具有干細(xì)胞特性的瘤細(xì)胞亞群。研究表明，膠質(zhì)瘤干細(xì)胞可以驅(qū)動膠質(zhì)瘤成瘤、進(jìn)行自我更新并分化成異質(zhì)性的瘤細(xì)胞群體從而維持腫瘤生長。盡管膠質(zhì)瘤干細(xì)胞在腫瘤中含量極微，卻是維持膠質(zhì)瘤增殖、侵襲和促血管生成等惡性生物學(xué)行為的關(guān)鍵。深入

2、研究調(diào)控膠質(zhì)瘤干細(xì)胞生物學(xué)特性的分子機(jī)制，并研發(fā)靶向膠質(zhì)瘤干細(xì)胞的治療策略將為提高膠質(zhì)瘤患者治療效果帶來新的希望。
　　膠質(zhì)瘤干細(xì)胞呈現(xiàn)干細(xì)胞樣的生物學(xué)特征（以下簡稱“干性”），具體表現(xiàn)為:表達(dá)特定干細(xì)胞標(biāo)志物（如SOX2、Olig2、CD133等），具有自我更新、多向分化和體內(nèi)重建腫瘤的能力?！案尚浴笔悄z質(zhì)瘤干細(xì)胞群體維持自身存在、擴(kuò)增的基礎(chǔ)，也是其發(fā)揮惡性生物學(xué)作用的關(guān)鍵。近年來研究發(fā)現(xiàn)，膠質(zhì)瘤干細(xì)胞“干性”維持主要依賴于:1

3、)特定干細(xì)胞標(biāo)記物的表達(dá);2）膠質(zhì)瘤干細(xì)胞內(nèi)特有的分子調(diào)控機(jī)制（包括基因組學(xué)調(diào)控、表觀遺傳學(xué)調(diào)控、轉(zhuǎn)錄組學(xué)調(diào)控等）;3）外界腫瘤微環(huán)境（如腫瘤相關(guān)巨噬細(xì)胞、血管細(xì)胞及其分泌的生長因子）與膠質(zhì)瘤干細(xì)胞的相互作用。本研究通過基因表達(dá)譜芯片篩查，發(fā)現(xiàn)膜表面蛋白CD9在膠質(zhì)瘤干細(xì)胞中高表達(dá)并作為膠質(zhì)瘤干細(xì)胞新標(biāo)記物。在膠質(zhì)瘤干細(xì)胞內(nèi)在調(diào)控機(jī)制方面，我們發(fā)現(xiàn)CD9、miRNA-663、miRNA-126在膠質(zhì)瘤干細(xì)胞“干性”和惡性生物學(xué)行為（細(xì)胞

4、增殖、侵襲和血管生成）中發(fā)揮調(diào)控作用。在腫瘤微環(huán)境調(diào)控方面，我們發(fā)現(xiàn)腫瘤相關(guān)巨噬細(xì)胞高表達(dá)定分泌PTN(Pleiotrophin)，后者與膠質(zhì)瘤干細(xì)胞中其受體PTPRZ1結(jié)合，維持膠質(zhì)瘤干細(xì)胞“干性”并促進(jìn)腫瘤生長。
　　本研究的主要結(jié)果和意義如下:
　　1.CD9作為膠質(zhì)瘤干細(xì)胞新標(biāo)記物的篩選鑒定及其對膠質(zhì)瘤干細(xì)胞“干性”維持和成瘤能力的影響:①CD9在膠質(zhì)瘤干細(xì)胞中高表達(dá)并與膠質(zhì)瘤干細(xì)胞標(biāo)記物SOX2、Olig2和CD1

5、33存在共表達(dá)。②干擾CD9表達(dá)抑制膠質(zhì)瘤干細(xì)胞自我更新能力和增殖能力。③干擾CD9表達(dá)抑制膠質(zhì)瘤干細(xì)胞成瘤能力。
　　2.CD9對膜表面受體gp130穩(wěn)定性的影響和調(diào)控機(jī)制:①CD9與gp130在膠質(zhì)瘤干細(xì)胞中存在相互作用。②干擾CD9明顯抑制gp130蛋白表達(dá)。③CD9通過防止gp130發(fā)生溶酶體泛素化降解而維持其穩(wěn)定性。
　　3.CD9對gp130下游STAT3信號通路活性的影響:①干擾CD9表達(dá)明顯抑制gp130下游

6、STAT3信號通路活性。②持續(xù)活化型STAT3能夠部分回復(fù)由于干擾CD9表達(dá)對膠質(zhì)瘤干細(xì)胞“干性”和成瘤能力的抑制作用。
　　4.miRNA-663在膠質(zhì)瘤中的表達(dá)水平及其預(yù)后判定價值:①相對于正常腦組織，miRNA-663在膠質(zhì)瘤腫瘤組織中顯著低表達(dá)，其表達(dá)水平與膠質(zhì)瘤級別和惡性程度顯著負(fù)相關(guān)。②miRNA-663表達(dá)是判斷膠質(zhì)瘤，特別是膠質(zhì)母細(xì)胞瘤患者預(yù)后的重要評價因子;其表達(dá)水平越高，患者預(yù)后越好。
　　5.miRNA

7、-663對膠質(zhì)瘤惡性表型的影響及分子機(jī)制:①過表達(dá)miRNA-663明顯抑制膠質(zhì)母細(xì)胞瘤細(xì)胞的增殖、侵襲能力，抑制顱內(nèi)原位移植瘤生長。②PIK3CD和CXCR4是miRNA-663的靶基因。③過表達(dá)miRNA-663能夠抑制PIK3CD和CXCR4蛋白表達(dá)水平。④膠質(zhì)瘤組織中miRNA-663與PIK3CD或CXCR4的表達(dá)水平顯著負(fù)相關(guān)。⑤miRNA-663抑制PIK3CD和CXCR4下游AKT信號通路活化和CCND1、MMP2、MM

8、P7等增殖、侵襲相關(guān)效應(yīng)分子的表達(dá)。⑥過表達(dá)PIK3CD和CXCR4能夠部分回復(fù)miRNA-663對腫瘤增殖和侵襲的抑制作用。
　　6.miRNA-663基因治療聯(lián)合CXCR4抑制劑AMD3100的治療效果評價:①多西環(huán)素誘導(dǎo)miRNA-663表達(dá)聯(lián)合AMD3100，能夠顯著抑制移植瘤生長。②過表達(dá)miRNA-663聯(lián)合AMD3100能夠抑制CXCR4表達(dá)并阻斷其功能，延長荷瘤鼠生存時間。
　　7.miRNA-126在膠質(zhì)瘤

9、干細(xì)胞中的表達(dá)及生物學(xué)功能:①miRNA-126在膠質(zhì)瘤干細(xì)胞中顯著低表達(dá)，并與膠質(zhì)瘤干細(xì)胞“干性”標(biāo)記物SOX2表達(dá)水平負(fù)相關(guān)。②過表達(dá)miRNA-126顯著抑制膠質(zhì)瘤干細(xì)胞增殖和自我更新能力。③過表達(dá)miRNA-126抑制膠質(zhì)瘤干細(xì)胞誘導(dǎo)的內(nèi)皮細(xì)胞遷移運(yùn)動能力和小管形成能力。④過表達(dá)miRNA-126明顯抑制膠質(zhì)瘤干細(xì)胞中VEGFA的表達(dá)和分泌，并抑制膠質(zhì)瘤干細(xì)胞介導(dǎo)的腫瘤血管生成。
　　8.miRNA-126調(diào)控膠質(zhì)瘤干細(xì)胞

10、的分子機(jī)制:①HIP1是miRNA-126的靶基因。②過表達(dá)miRNA-126能夠抑制HIP1蛋白表達(dá)。③HIP1促進(jìn)膠質(zhì)瘤干細(xì)胞“干性”維持、成瘤能力和促血管生成能力。④HIP1通過穩(wěn)定EGFR表達(dá)，促進(jìn)AKT和STAT3信號通路活性。⑤過表達(dá)HIP1部分回復(fù)miRNA-126對膠質(zhì)瘤干細(xì)胞增殖、自我更新和促血管生成的抑制作用。⑥過表達(dá)HIP1部分回復(fù)miRNA-126對EGFR表達(dá)和AKT、STAT3信號通路活性的負(fù)向調(diào)控。

11、　　9.miRNA-126與抗血管生成藥物貝伐單抗（Bevacizumab，Beva）聯(lián)合應(yīng)用對膠質(zhì)瘤干細(xì)胞腫瘤生長的治療效果:①多西環(huán)素誘導(dǎo)miRNA-126表達(dá)，顯著抑制Beva對膠質(zhì)瘤干細(xì)胞的富集作用。②miRNA-126誘導(dǎo)表達(dá)與Beva聯(lián)合應(yīng)用，顯著抑制膠質(zhì)瘤干細(xì)胞腫瘤生長。③miRNA-126誘導(dǎo)表達(dá)與Beva聯(lián)合應(yīng)用，顯著延長荷瘤鼠生存時間。
　　10.膠質(zhì)瘤組織中miRNA-126的表達(dá)水平及與腫瘤微血管面積和患者

12、預(yù)后的關(guān)系:①相對于正常腦組織，miRNA-126在膠質(zhì)瘤腫瘤組織中顯著低表達(dá)，且其表達(dá)水平與膠質(zhì)瘤級別顯著負(fù)相關(guān)。②miRNA-126表達(dá)水平與膠質(zhì)瘤腫瘤微血管面積顯著負(fù)相關(guān)。⑧miRNA-126是預(yù)測膠質(zhì)瘤患者預(yù)后的標(biāo)記物。
　　11.腫瘤相關(guān)巨噬細(xì)胞源性分泌蛋白PTN的篩選鑒定及其在介導(dǎo)腫瘤相關(guān)巨噬細(xì)胞促瘤效應(yīng)中的作用:①PTN是腫瘤相關(guān)巨噬細(xì)胞高表達(dá)和分泌的生長因子;②腫瘤相關(guān)巨噬細(xì)胞源性的PTN能夠促進(jìn)膠質(zhì)瘤干細(xì)胞始動的

13、腫瘤生長。
　　12.PTPRZ1在膠質(zhì)瘤干細(xì)胞中的表達(dá)及PTN/PTPRZ1通路對膠質(zhì)瘤干細(xì)胞“干性”維持和成瘤能力的影響及其治療意義:①PTPRZ1在膠質(zhì)瘤干細(xì)胞中高表達(dá)。②PTN/PTPRZ1通路促進(jìn)膠質(zhì)瘤干細(xì)胞自我更新能力和增殖能力。③干擾PTPRZ1表達(dá)抑制膠質(zhì)瘤干細(xì)胞成瘤能力并延長荷瘤鼠生存期。④通過PTPRZ1抗體阻斷PTN與PTPRZ1結(jié)合，能夠抑制膠質(zhì)瘤干細(xì)胞始動的腫瘤生長。
　　13.膠質(zhì)瘤干細(xì)胞內(nèi)PTN

14、/PTPRZ1下游信號通路篩查與鑒定:①PI3K-AKT信號通路是PTN-PTPRZ1發(fā)揮作用的主要下游通路。②PTPRZ1與Fyn存在相互作用。③PTN/PTPRZ1激活，促進(jìn)Fyn的磷酸化和下游AKT通路的活化。
　　綜上所述，本研究的主要結(jié)論包括:
　　1.CD9作為膠質(zhì)瘤干細(xì)胞膜標(biāo)記物，其通過防止gp130發(fā)生溶酶體泛素化降解而維持gp130穩(wěn)定性，促進(jìn)膠質(zhì)瘤干細(xì)胞中STAT3信號通路活化并維持膠質(zhì)瘤干細(xì)胞“干性”和

15、成瘤能力。
　　2.miRNA-663通過聯(lián)合靶向CXCR4、PIK3CD表達(dá)，負(fù)向調(diào)控PI3K-AKT通路，進(jìn)而抑制膠質(zhì)母細(xì)胞瘤演進(jìn)并影響患者的預(yù)后。
　　3.miRNA-126通過靶向HIP1，負(fù)向調(diào)控EGFR表達(dá)和AKT、STAT3信號通路活性，抑制膠質(zhì)瘤干細(xì)胞自我更新及促血管生成作用，進(jìn)而影響膠質(zhì)瘤腫瘤生長。
　　4.腫瘤相關(guān)巨噬細(xì)胞分泌的PTN與膠質(zhì)瘤干細(xì)胞中高表達(dá)的PTPRZ1結(jié)合，促進(jìn)膠質(zhì)瘤干細(xì)胞中Fyn