脑胶质瘤是中枢系统原发性肿瘤中最常见的类型。按世界卫生组织分级系统,脑胶质瘤可分为I-IV级。其中,IV级脑胶质瘤恶性程度最高,又被称为多形性胶质母细胞瘤。患有多形性胶质母细胞瘤的患者即便经积极治疗,预后仍极差。胶质瘤干细胞是少数具有干细胞特性的脑胶质瘤细胞,可以自我更新、分化为多种肿瘤细胞并生成新肿瘤。研究发现,胶质瘤干细胞是脑胶质瘤复发、抵抗放化疗的重要原因。因此,探索胶质瘤干细胞在脑胶质瘤发生中发挥功能的机制,对脑胶质瘤的治疗具有重要意义。本实验室致力于研究生物大分子在胶质瘤干细胞中发挥的功能及其作用机制,并阐释其在脑胶质瘤发生、发展中所发挥的作用。基于本实验室对基因表达综合数据库的分析结果,我们发现了一系列在胶质瘤干细胞中表达水平更高(相对于主体肿瘤细胞)的基因。其中,一种功能未知蛋白质NT5DC2在胶质瘤干细胞中显著高表达。进一步,通过对TCGA数据库数据的分析,我们发现多形性胶质母细胞瘤组织中NT5DC2表达水平显著高于正常脑组织,且级别较高的脑胶质瘤组织中NT5DC2表达水平显著高于级别较低的脑胶质瘤组织。针对脑胶质瘤患者生存期的分析显示,脑胶质瘤中NT5DC2表达水平高的患者的生存时间显著低于表达水平低的患者。以上数据提示NT5DC2可能在胶质瘤干细胞及脑胶质瘤的发生发展中发挥作用。基于以上结果,本课题旨在揭示功能未知的蛋白质NT5DC2在胶质瘤干细胞及脑胶质瘤发生中发挥的功能。利用实时定量PCR和蛋白质免疫印迹试验,我们发现胶质瘤干细胞中NT5DC2的m RNA与蛋白表达量均显著高于非干性肿瘤细胞,而且NT5DC2蛋白表达量随胶质瘤干细胞分化而逐渐降低。对脑胶质瘤组织芯片的免疫组织化学染色结果显示,高级别脑胶质瘤(III和IV级)中的NT5DC2表达量显著高于低级别脑胶质瘤(I和II级)。利用慢病毒感染体系和sh RNA敲低技术,我们在胶质瘤干细胞中敲低NT5DC2蛋白,发现敲低NT5DC2蛋白的胶质瘤干细胞细胞活力与成球能力显著低于对照组。另外,有限梯度稀释试验结果显示,敲低NT5DC2蛋白的胶质瘤干细胞自我更新能力显著低于对照组。裸鼠原位移植成瘤结果显示,敲低NT5DC2蛋白的胶质瘤干细胞在裸鼠脑原位形成肿瘤的能力显著减弱,裸鼠生存时间显著长于对照组。进一步,通过Annexin V凋亡检测试剂盒和流式细胞仪分析,我们发现敲低NT5DC2的胶质瘤干细胞凋亡水平显著增加。综上所述,通过一系列实验,我们发现胶质瘤干细胞中NT5DC2的蛋白和m RNA含量均保持相对高水平;高水平的NT5DC2有助于胶质瘤干细胞细胞活力、成球、自我更新以及肿瘤发生能力的维持,但对非干性肿瘤细胞细胞活力的维持作用有限;高水平的NT5DC2有助于抑制胶质瘤干细胞凋亡。总之,NT5DC2蛋白在胶质瘤干细胞的生命活动中发挥重要作用。因此,NT5DC2具有成为一种新的靶向胶质瘤干细胞的脑胶质瘤治疗靶点的潜力。此外,我们还构建了外源过表达NT5DC2蛋白的胶质瘤干细胞用于后续的机制探索。在我们已发表的研究中,我们还通过转录组测序技术等方法,进一步探索了NT5DC2发挥上述功能的机制,以期为针对NT5DC2的药物和治疗策略的开发提供支持。