间充质干细胞介导PTEN和TRAIL双基因mRNA对脑胶质瘤的作用及机制

Glioma is one of the most common types of malignant brain tumors with very poor prognosis. The efficacy of conventional surgery plus radio- and chemo-therapy is poor. Mesenchymal stem cell (MSC)-mediated targeted gene therapy has become a new hot spot in recent years. Our previous study found that MSC-mediated single TRAIL or PTEN gene can promote the apoptosis of glioma cells, but a single gene is difficult to cope with the complexity and lack of effective components of the gene carrier for in vivo study. Based on our previous studies, this project intends to construct a stable TRAIL-PTEN mRNA co-expression system and use tumor tropic MSC as a carrier, to investigate the therapeutic effect of the co-expression system on glioma cells and animal models. The glioma cell affinity of the double gene-engineered MSCs, their penetration capacity of the blood-brain barrier, their cytotoxic effect on human glioma cells and their tumor inhibition effects will be verified through in vitro and in vivo experiments, thereby exploring the synergistic mechanism of PTEN and TRAIL double gene co-expression system. This study will provide a new theoretical basis for the gene therapy of glioma and provide theoretical basis for the development of individualized and accurate treatment.

胶质瘤是颅内最常见、预后最差的恶性肿瘤，传统的手术加放化疗效果差。近年间充质干细胞（MSC）介导的靶向基因疗法成为新热点。我们前期研究发现MSC介导的单一TRAIL或PTEN基因均可促进胶质瘤细胞凋亡，但是单一基因难以应对肿瘤成份的复杂性且缺乏高效的载体，在体实验效果并不理想。本项目拟在前期研究基础上，构建稳定表达的TRAIL-PTEN基因mRNA共表达系统，利用有肿瘤趋向性的MSC做为载体，作用于胶质瘤细胞及动物模型。通过离体和在体实验，验证携带双基因的MSC对胶质瘤细胞的亲和性以及对血脑屏障的穿透性能，观察在人脑胶质瘤细胞及整体动物水平的杀伤、抑制效应，探究PTEN和TRAIL双基因共表达系统对胶质瘤的协同作用机制。力求为今后胶质瘤的基因治疗提供新的理论思路，为制定个性化精确治疗提供理论依据。

脑胶质瘤是颅内最常见的恶性肿瘤，具有高发病率、高复发率、高病死率和低治愈率等特点。尽管近几十年来，显微手术技巧和手术设备都得到极大的提升，但胶质瘤治疗方面的进展仍很有限。脑胶质瘤高度异质性、细胞成分的复杂性、肿瘤生长的浸润性以及血脑屏障对治疗药物的阻断作用是造成这种局面的主要因素。因此，一种治疗方法难以有效治疗全部胶质瘤患者，我们需要根据不同的患者以及同一患者不同的病期采取个性化的治疗方案。这种治疗方案需要具有精准的靶向性和灵活可变的特点。.本项目将TransIT-mRNA转染系统首次运用于颅内转染，通过体内实验发现可以稳定、持久、高效表达蛋白，进一步通过小鼠行为学等试验发现该转染系统对小鼠无明显副作用，具有较好的安全性和实用性，可用于转染mRNA治疗颅内疾病。通过分析胶质瘤样本基因检测数据，筛选高突变的PTEN基因作为治疗靶点；以mRNA药物靶向治疗PTEN缺失的胶质瘤为切入点，并选择PTEN基因和外源性促凋亡通路的TRAIL基因联合治疗，研究发现PTEN mRNA和TRAIL mRNA联合治疗可以起到协同杀伤效果，有效抑制胶质瘤生长；进一步研究发现JNK通路主要参与了调控协同作用机制。.本研究表明，PTEN-mRNA和TRAIL-mRNA的联合应用可以协同抑制肿瘤生长，而且JNK途径可能是调控协同作用的主要机制。本研究为基于mRNA的治疗策略发展成为有效的针对GBM患者的个体化治疗提供了依据。