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胶质瘤是中枢神经系统最常见的肿瘤,其中级别最高的胶质母细胞瘤又因其恶性程度高,耐药性强等特性而导致患者预后极差。近年研究表明,肿瘤干细胞是肿瘤发生复发、侵袭及治疗抵抗的根源,因此研究胶质瘤干细胞的“干性”维持及其耐药机制将为胶质瘤特别是胶质母细胞瘤的临床治疗提供新的思路和方法。HOX家族是生物体内一类专门调控生物形成的基因。HOXA5基因位于人类第7号染色体上,集中表达于头颈部组织,在人体胚胎发育,成体干细胞分化过程中发挥重要作用。HOXA5的异常表达已在乳腺癌,肺癌和淋巴瘤等肿瘤中得到了证实,然而,HOXA5在胶质瘤中作用如何,是否参与了肿瘤干细胞“干性”及耐药调控仍需进一步研究。本研究通过改变HOXA5在胶质瘤中的表达,研究了其与胶质瘤干性维持的关系;检测HOXA5下游分子PTPRZ1的变化,探讨了HOXA5对胶质瘤干性调控的机制;在胶质瘤临床标本病例中分析了HOXA5与胶质瘤干性标记物的共定位、相关性及与胶质瘤级别和患者预后的关系;检测NF-k B通路关键分子P65的表达以及替莫唑胺IC50值的变化,探讨了HOXA5与胶质瘤细胞耐药性的关系;最后通过大规模临床样本分析了替莫唑胺耐药相关基因MGMT在胶质母细胞瘤分子分型中的作用和预后研究。主要结果与结论如下:1.HOXA5在胶质瘤干细胞中高表达,且随胶质瘤级别的增加而升高(1)我们在209例胶质瘤临床标本中通过免疫组化的方法检测HOXA5的表达,发现随着胶质瘤级别增加,HOXA5表达也逐渐增高,并通过不同级别的胶质瘤细胞系U87,U251,CHG5,HEB及原代细胞091214,090116验证了上述结论。(2)从胶质瘤细胞系U87和胶质瘤原代细胞091214中分选肿瘤干细胞和非肿瘤干细胞,检测了HOXA5的表达,发现在蛋白水平和m RNA水平HOXA5均在肿瘤干细胞中高表达,而后通过免疫荧光的双标实验和分析TCGA数据库发现HOXA5与干性标记物CD133,OLIG2等具有共定位情况,且两者的表达呈现正相关性趋势。2.HOXA5通过调控PTPRZ1而维持胶质瘤干细胞的“干性”(1)过表达HOXA5后,胶质瘤细胞干性增强,其中SOX2,CD133等干性标记物表达增加,而胶质瘤细胞的成球能力和克隆形成能力等反映其干性的指标也都随之增强。(2)敲低HOXA5的表达后,胶质瘤细胞的成球能力,克隆形成能力以及SOX2,CD133等干性基因的表达也随之减弱。(3)课题组前期发现PTPRZ1是调控胶质瘤干细胞干性的关键分子,我们进一步通过数据库分析发现HOXA5在PTPRZ1启动子区域有两个可能的结合位点,通过Luciference实验和Chi P实验证实HOXA5通过第一个启动子区域结合PTPRZ1并调控PTPRZ1的表达,此结果也通过过表达或者敲低HOXA5后检测PTPRZ1的变化得以证实。3.HOXA5通过激活NF-KB通路调控胶质瘤细胞的耐药且影响胶质瘤患者预后(1)敲低HOXA5表达后胶质瘤细胞的替莫唑胺IC50值随之降低,而过表达HOXA5后胶质瘤细胞的替莫唑胺IC50值随之增加。(2)HOXA5表达的改变影响了NF-kB通路上关键分子P65的表达,两者的变化趋势一致。(3)在我院临床标本和TCGA数据库中发现HOXA5表达越高,患者总生存期越差。(4)高表达HOXA5的细胞所形成的移植瘤裸鼠生存期显著短于对照组。4.替莫唑胺耐药关键分子MGMT的表达与胶质瘤分子分型密切相关,且影响患者预后(1)MGMT在Proneural-like型胶质母细胞瘤中低表达。(2)MGMT表达与Proneural-like型胶质母细胞瘤标记物P53呈负相关。(3)MGMT低表达的Proneural-like型胶质母细胞瘤患者预后较好。(4)在TCGA数据库中Proneural型MGMT表达低,预后更好综上所述,HOXA5可以通过调控PTPRZ1的表达来调控胶质瘤细胞的干性,并且可以通过NF-KB通路来影响胶质瘤细胞的耐药性,联合MGMT在胶质母细胞瘤的分子分型和预后预测中发挥作用。因此,靶向HOXA5可能为临床胶质瘤的治疗提供新思路和新靶点。