炎症对胶质母细胞瘤干细胞中线粒体功能影响的研究

The proliferation and invasion of glioblastomas (GBMs) is driven and maintained by glioblastoma stem-like cells (GSCs). The inflammatory stress in GBMs plays a vital role on GSCs malignant proliferation and invasion. Our project is proposed to investigate the relationship between the inflammation and the mitochondrial dynamics, metabolism and autophagy in GSCs. Besides, we also intend to study the.effect of mitochondrial autophagy (mitophagy) on the proliferation, migration and tumor-forming capability of GSCs in the inflammatory environment. The main methods applied in this project are the morphology, proteomics, drug intervention and gene expression interference. Through this project, we expect to clarify the mitochondrial mechanisms that related with the GBMs malignance and find new ways to treat GBMs effectively.

胶质母细胞瘤（glioblastomas, GBMs）的增殖和侵袭是由胶质母细胞瘤干细胞样细胞（glioblastoma stem-like cells, GSCs）驱动和维持的，GBMs中炎症对GSCs的恶性增殖和侵袭起重要推动作用。本课题拟通过形态学、蛋白组学并结合药物干预、基因表达干扰技术研究炎症与GSCs线粒体动力学、代谢功能以及自噬的关系；以及在炎症环境下，线粒体自噬对GSCs增殖、迁移和成瘤性的影响，预期为阐明与GBMs侵袭相关的线粒体机制并发现有效治疗GBM的新方法提供科学依据。

胶质瘤占颅脑肿瘤的40%-50%，是最常见的颅内恶性肿瘤，致死率非常高。炎症是各类型实体瘤中共有的现象，炎症参与了肿瘤发生过程中细胞的增殖、转化、对凋亡的逃避、生存、侵袭、血管生成和转移等一系列事件。线粒体是哺乳动物细胞核外唯一有遗传物质的细胞器，多种经典的肿瘤标志特性均与线粒体功能的改变密切相关，线粒体的生物合成和更新、分裂和融合动力学、氧化应激以及生物代谢等功能均与肿瘤的发生密切相关。目前，对于炎症与线粒体相关性方面的研究并不多见，尤其是在胶质瘤中，炎症对胶质瘤细胞线粒体功能的影响方面的研究尚未见到报到，这也是本研究的立论依据。我们收集了各级胶质瘤组织病理切片，并选用了两种胶质瘤细胞系U87-MG和U118-MG，通过免疫组化、电镜、细胞免疫荧光、WB、ELESA、流式细胞术、CCK8以及Transwell等研究方法检测了：1）胶质瘤组织中是否存在炎症？线粒体有无异常？2）炎症对胶质瘤细胞中线粒体的形态、结构、膜电位以及ROS生成方面的影响；3）炎症对胶质瘤细胞的细胞活力以及迁移能力的影响。重要结果如下：1）胶质瘤组织中具有炎症因子IL-6的表达以及小胶质细胞的活化，HMGB1从胞核向胞浆的转移，线粒体呼吸链复合体多个亚基的表达被上调或下调，线粒体结构被破坏；2）炎症刺激导致胶质瘤细胞中线粒体发生断裂、肿胀、线粒体嵴消失，膜电位降低，ROS生成增加；3）这些“异常”的线粒体并未通过线粒体自噬被清除，而是保留在胶质瘤细胞中；4）“异常”的线粒体并未导致胶质瘤细胞的细胞活力以及迁移能力降低，反而显著增高。这些结果提示：炎症导致胶质瘤中线粒体产生异常改变，这些异常线粒体有可能是胶质瘤恶性增殖和侵袭的“帮凶”，因此，可能成为一个潜在的治疗胶质瘤的靶标。