胶质瘤干细胞重构微环境诱导宿主细胞癌变的相关机制研究

The key roles of glioma stem cells (GSCs) on initiation and development of tumors have been accepted widely, however, little is known about the interactions between GSCs and adjacent normal cells during the remodeling processes of GSCs on their microenvironment.Based on our dual-fluorescence tumor tracing model, red fluorescent protein labelled GSCs are seeded in nude mice with green fluorescent protein expression via intracranial injection. Then the interactions between GSCs and host cells can be observed directly. Host glial and immune cells undergoing malignant transformation will be identified and cloned. High through-put profiling among these cells before and after malignant transformation will be performed for the purpose of identifying the relevant genes to disclosing the molecular mechanisms, which will be further verified with down-regulation or overexpression of the target molecules that help to disrupt the transformation processes of host cells induced by GSCs. This study will offer an valuable platform for studying remodeling of tumor microenvironment by GSCs, and help to design new anti-tumor strategy.

胶质瘤干细胞(GSC)自身增殖分化在肿瘤发生进展中的核心作用已获共识，但对其改造所处微环境进程中与宿主邻近细胞的相互作用及相关机制所知甚少。我们利用自建的人胶质瘤干细胞裸小鼠原位肿瘤双色荧光示踪模型，观察并比较红色荧光标记的GSC生长致瘤过程中对宿主微环境的重构及与毗邻宿主细胞的相互作用，克隆并鉴定被其诱导癌变的邻近胶质细胞及免疫细胞，利用高通量芯片分析技术筛选相关责任基因及通路，探明GSC重构宿主微环境的机制以及诱导正常细胞癌变的分子机制，建立一个胶质瘤干细胞改造调控其微环境中邻近细胞癌变的信息网络通路，并对相关责任靶点进行分子干预，达到靶向阻断GSC主导的肿瘤微环境重构进程的目的，并为研究肿瘤干细胞对微环境的改造提供一个可靠直观的实验平台，为制定新的抗肿瘤治疗策略提供参考依据。

项目背景： 以胶质瘤干细胞为核心构筑的肿瘤微环境(TME)中多种间质细胞具有促进肿瘤恶性进展的功能,但这些细胞自身是否存在恶性转化及其相关分子特征仍知之甚少，他们是否构成肿瘤异质性的重要组成部分，是否具有靶向诊疗价值值得深入探索。.主要研究内容：利用双色荧光示踪技术， 从红色荧光蛋白（RFP）基因稳定转染的人胶质瘤干细胞(GSC)与增强型绿色荧光蛋白（EGFP）转基因裸小鼠间质细胞体外共培养，及RFP肿瘤干细胞于GFP荧光裸鼠体内不同部位接种的致瘤组织中，单克隆具永生化特征的EGFP+细胞，经染色体分析和致瘤试验证实其具有肿瘤细胞特征，再以RT-PCR、流式细胞术和细胞免疫化学染色等分子手段检测相关分子表型，及相关恶性转化分子机制。.重要结果：(1)所克隆的七株EGFP+细胞具自我更新、呈异倍体染色体核型和100%致瘤率；(2) 根据细胞标志物表达状况鉴定其分别起源于巨噬细胞(tMΦ1和tMΦ2)、树突状细胞(tDC1和tDC2)、成纤维细胞(tFB)、少突胶质细胞(tOG)和BMSC细胞(tBMSC) ；(3) 根据七株细胞共同表达Sca-1和c-myc,分别表达Sox2、Nanog等分子特征确定这些恶性转化细胞不同程度上兼具髓源干细胞(Sca-1)和多能干细胞(iPS)的分子特征。其中MSC恶性转化与靶向 HNRNPD基因的miRNA-146a-5p下调、TERT高表达相关；DC恶性转化与 AKT-Foxo3a信号通路相关；少突胶质细胞OG恶性转化与PDGFR分子通路相关；成纤维细胞FB恶性转化通过miR-532-5p下调通过靶向作用K-ras实现。 .科学意义 (1)TME中的肿瘤间质细胞不仅起促进肿瘤生长作用,且其自身亦已恶变,这与GSC对TME组织重构相关,与其寄生地组织类型关系不大；(2)源于GSC的肿瘤细胞和GSC TME中恶变的间质细胞，是GSC重构的肿瘤组织内两大类不同起源的肿瘤细胞,由此构成广义肿瘤异质性概念的细胞学基础，后者有潜力作为胶质瘤靶向诊疗的新靶标。