脑胶质瘤干细胞相关microRNAs功能及其调控机制与临床应用研究

Glioma stem cells are the key factors which lead to radiotherapy and chemotherapy resistance of malignant glioma. So it is important to investigate the key molecules on regulation of glioma stem cells for the development of the Glioma molecular markers and targeted glioma stem cell therapy. With the development of glioma stem cell separation and identification technique, we obtained glioma stem cells from different glioma cell lines and clinical tissues, and confirmed by detecting their self-renewal, multipotent differentiation, tumorigenicity and stem cell markers. We identified some glioma stem cells of microRNAs (miR-30a, miR-34a, miR-101, miR-124 and miR-200a) by microRNA expression profiling and real-time quantitative PCR analysis. This project will investigate the effects and molecular mechanisms of microRNA on glioma stem cell self-renewal and tumorigenicity by transient or stable overexpression or knockdown. The expression of microRNAs and their targets in glioma patients' tissues and blood will also be analyzed to develop them as diagnostic markers. This study will provide novel molecular markers for diagnosis and targets for treatment of gliomas to develop new strategies on targeting glioma stem cells treatment.

胶质瘤干细胞是导致胶质瘤对放化疗抗拒和术后易复发的关键，寻找调控胶质瘤干细胞关键分子对于开发靶向胶质瘤干细胞治疗具有重要意义。本课题组分别从不同胶质瘤细胞系和组织中获取胶质瘤干细胞，并通过检测其自我更新、多向分化、成瘤能力及干细胞标记物表达鉴定。初步microRNA表达谱及定量PCR分析已锁定一系列胶质瘤干细胞相关microRNAs (如miR-30a, miR-34a, miR-101, miR-124 and miR-200a等) 显著差异表达。本项目将通过转染过表达或抑制胶质瘤干细胞相关microRNAs，深入探究其调控胶质瘤干细胞自我更新与成瘤分子机制及关键靶标；并通过收集胶质瘤病人组织与血液样本，检测相关microRNAs及其靶标表达，结合临床分析其作为诊断标志物的应用前景。本研究将为胶质瘤诊断与治疗提供新型分子标志物和干预靶点，为发展新型靶向胶质瘤干细胞的治疗策略奠定基础。

脑胶质瘤是原发性中枢神经系统肿瘤中最常见的恶性肿瘤, 约占全部颅内肿瘤的40%～50%。其主要特征是呈弥漫性浸润生长，因此难以病理学上全切除，术后易复发且对于放化疗抗拒。研究发现胶质瘤干细胞可能是导致胶质瘤对放化疗抗拒和术后易复发的关键，靶向胶质瘤干细胞是彻底治愈胶质瘤的希望。近年来发现的约22 个核苷酸长度的非蛋白编码小分子RNA——microRNA (miRNA) 是恶性肿瘤基因表达调控的“关键分子”。因此，寻找调控胶质瘤干细胞关键分子对于开发靶向胶质瘤干细胞治疗具有重要意义。本课题组分别从不同胶质瘤细胞系和组织中获取胶质瘤干细胞，并通过检测其自我更新、多向分化、成瘤能力及干细胞标记物表达鉴定。初步microRNA 表达谱及定量PCR 分析已锁定一系列胶质瘤干细胞相关microRNAs 显著差异表达。本项目通过转染过表达或抑制胶质瘤干细胞相关microRNAs的表达，研究相关microRNAs 在胶质瘤发生发展与胶质瘤干细胞自我更新及成瘤中的作用，深入探究其调控胶质瘤干细胞自我更新与成瘤分子机制及关键靶标，并通过收集胶质瘤病人组织与血液样本，检测相关microRNAs 及其靶标表达，结合临床分析其作为诊断标志物的应用前景。我们研究发现miR-218在胶质瘤细胞系与组织样品中表达显著降低, 体外转染过表达miR-218显著抑制胶质瘤细胞生长与增值和诱导胶质瘤细胞敌凋亡, 通过生物信息学分析与双萤光素酶报告基因检测及Western分析,我们锁定ECOP是miR-218的关键靶分子。我们进一步深入研究发现miR-218通过抑制ECOP介导的NF-kB信号通路活性诱导胶质瘤细胞凋亡，重新恢复ECOP表达能增加NF-kB信号通路活性和减少miR-218诱导的胶质瘤细胞凋亡，稳定转染过表达miR-218能抑制胶质瘤细胞在裸小鼠中的成瘤能力和诱导细胞凋亡。本研究将为胶质瘤诊断与治疗提供新型分子标志物和干预靶点，为发展新型靶向胶质瘤干细胞的治疗策略奠定基础。此外，我们还发现Pomiferin 可杀死胶质瘤干细胞，将来有望成为靶向胶质瘤干细胞治疗剂；我们也发现胶质瘤中miR-29a表达缺失导致HSP47高表达，从而促进胶质瘤细胞生长与侵袭能力，提示HSP47和miR-29a可能作为胶质瘤分子靶向治疗的新靶标。因此, 研究胶质瘤中脑肿瘤干细胞相关miRNA 具有重要临床意义。