SIX1调控胶质瘤微环境致上皮细胞间质转化的分子机制及与临床相关性研究

来源 :南方医科大学 | 被引量 : 1次 | 上传用户:kalok
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背景:神经胶质细胞瘤(glioma)因具有高发病率、高致死率、高复发率等特点,目前无最新的有效的治疗手段,给国家、社会、家庭、个人带来了沉重的经济负担。因此深入解析胶质瘤的发病机制是未来降低发病率、复发率及死亡率所面临的巨大挑战和重大需求。已有的研究表明:微环境在肿瘤进展中扮演重要角色,胶质瘤干细胞(glioma stem cells,GSCs)是肿瘤微环境的重要执行者,在利用肿瘤微环境的同时,还具有主动调节重塑微环境的生理特性,这种与微环境之间相互利用的动态变化最终导致了胶质瘤的浸润进展。因此,探索GSCs在肿瘤微环境所产生的生物学效应是什么对于了解神经胶质细胞瘤进展具有重要的临床指导意义。肿瘤上皮细胞间质转化(Epithelial Mesenchymal Transition,EMT)是上皮细胞在微环境下发生的向肌成纤维细胞转化的生物学进程。已有的研究表明:GSCs在微环境下通过分泌肿瘤转化生长细胞因子(Transforming growth factor beta 1 TGF-β1)、白介素-1(Interleukin-1 IL1)、血管内皮细胞生长因子(vascular endothelial growth facto VEGF)、血小板衍生细胞生长因子(platelet-derived growth factor PDGF)等细胞因子,进而活化上皮细胞 TGF-β、PDGF、VEGF等通路。由此可见:GSCs微环境致多种炎症因子和多条信号通路的过度激活是EMT发生和维系的重要基础。但是能否能够找到控制它们活性的共同靶点是目前尚未解决的科学问题。同源盒基因家族中的成员SIX1是影响细胞分化、增殖和生存的重要蛋白,它对哺乳动物身体、器官的发育有重要作用。目前同源盒基因SIX1在研究恶性肿瘤疾病的进展及早期诊断、预后中有深入地研究,特别是在寻找耐药机制和生产精准靶向新药方面取得重大突破。所以我们推测:同源盒基因家族成员SIX1可能是调控GSCs细胞致肿瘤EMT进展的共同靶点。目的:1、阐明在微环境中SIX1对胶质瘤干细胞的影响2、基于SIX1研究胶质瘤干细胞致EMT进展的分子机制3、解析SIX1是胶质瘤干细胞激活多条信号通路致EMT进展的关键靶点4、明确SIX1是评估胶质瘤进展及预后的有效指标方法:首先利用无血清培养联合免疫磁珠方法提取胶质瘤干细胞,流式及免疫荧光进行鉴定及观察有无SIX1蛋白表达;SIX1siRNA方法干扰GSCs细胞,实时定量PCR及免疫印迹验证SIX1蛋白表达;ELISA方法观察SIX1对细胞各组TGF-β1、PDGF、VEGF细胞因子的表达水平的影响;细胞克隆方法观察SIX1对细胞各组对细胞增殖的影响。进一步我们利用Transwell模型对GSCs细胞与胶质瘤细胞(U251)进行共培养模型,免疫荧光观察U251细胞是否存在SIX1蛋白的表达;SIX1siRNA方法干扰U251细胞,实时定量PCR及免疫印迹验证其SIX1蛋白表达后,光学显微镜观察GSCs细胞对U251细胞形态学影响;免疫荧光及免疫印迹检测GSCs细胞对U251细胞转分化的影响;免疫印迹检测SIX1 对 TGFβ/P-smad2/3、PDGF/E-rk、VEGF/MAPK 活性的影响。最后利用临床样本进行免疫组化染色,观察胶质瘤组织中SIX1蛋白的表达情况;根据胶质瘤组织中SIX1蛋白的表达情况,采用多因素回归分析及卡方检验评价SIX1与胶质瘤恶性程度、患者生存时间的相关性分析。结果:1、分选的CD133+GSCs经流式细胞技术验证后分选率可达95%;SIX1siRNA抑制CD133+GSCsSIX1表达后,增殖速度明显减慢(P<0.05)。SIX1siRNA抑制CD133+GSCsSIX1表达后TGFβ1、VEGF、PDGF细胞因子表达明显下降(P<0.05)。2、Transwell建立CD133+GSCs与U251细胞共培养模型,结果发现SIX1siRNA转染U251细胞后,能明显减弱CD133+GSCs致U251细胞形态的变化,同时纤维细胞表型标记蛋白α-SMA表达下调,而E-Cadherin表达升高。免疫印迹发现:在CD133+GSCs致U251细胞转化中,SIX1siRNA能明显抑制TGFβR、VEGFR、PDGFβR关键受体及下游磷酸化蛋白pSmad2/3、MAPK、pERK蛋白表达。3、免疫组化检测结果发现恶性胶质瘤临床组织样本中SIX1的表达明显高于正常的脑组织(P<0.05)。统计学分析发现:SIX1的表达与临床资料的年龄、性别无明显相关性,但与WHO定义的神经胶质瘤分级呈正相关,且SIX1表达越高,肿瘤分级越高(P<0.05);同时统计学分析也发现:SIX1的表达与患者诊断后的生存时间有明显相关性,SIX1表达越高,诊断后的生存时间越短(P<0.05)。结论:1.在微环境中SIX1可影响胶质瘤干细胞的增殖活化2.SIX1是胶质瘤干细胞致EMT进展的重要调控靶点3.SIX1可作为评价胶质瘤恶性程度及生存预后的有效指标。
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