微小RNA-196对胶质瘤干细胞的干细胞能调控机制的研究

Accumulating evidences have indicated that microRNAs (miRNAs) play critical roles in the biological regulation processes of stem cells and malignant glioma, but the mechanism of stemness regulation by miRNAs in glioma stem cell (GSC) remains unclear. In previous works, we revealed that miRNA-196 is up-regulated in malignant gliomas than in normal brain tissues and patients with high miR-196 expression levels showed significantly poorer survivals. Furthermore, we found that similar to their original tumors, GSCs have high expression levels of miR-196. Hence, we hypothesize that miR-196 might play an important role in stemness regulation of GSC. We plan to transfer miR-196 inhibitors into GSCs and implant the mir-196 inhibitors transfected GSCs into mouse brains to evaluate the effects on proliferation, apoptosis, differentiation, chemoresistance and tumorigenic ability by miR-196 in GSC in vitro and in vivo, respectively. On the other hand, microarray analyses are planed to perform to examin the whole-genome gene expression changes in miR-196 inhibitors transfected GSC and detect the candidate genes and pathways regulated by miR-196 in GSC. Clarification of the mechanism of stemness regulation by miR-196 in GSC might bring a new breakthrough to understanding the regulation mechanism of cancer stem cell and have substantial values for diagnostic determinations and eventual therapeutic interventions of microRNA in malignant glioma in the future.

MicroRNA参与干细胞及恶性胶质瘤各种关键生物学调控过程并发挥关键作用的现象逐步被证实。然而,其对胶质瘤干细胞(glioma stem cell, GSC)的调控机制尚不清楚。我们在前期工作中发现miR-196在恶性胶质瘤中高度表达,且高表达组患者平均生存时间显著缩短，其次miR-196在GSC中亦高度表达且与原肿瘤中表达水平相近。由此我们推测miR-196在GSC干细胞能的调控中发挥重要作用。本研究拟通过将miR-196抑制剂转染至GSC及转染后GSC植入小鼠脑内，从细胞和动物模型水平揭示miR-196对GSC的的增殖, 凋亡，分化, 化疗药抵抗及成瘤能力等干细胞能的调控作用；应用基因芯片法对miR-196抑制剂转染及对照组GSC全基因组表达解析，初步探讨这些调控作用的的具体途径。本研究将为理解肿瘤干细胞调控机制带来新的突破，亦对今后恶性胶质瘤全新诊断治疗方法开发提供理论基础。

胶质瘤是最为常见的成人原发恶性脑肿瘤。世界卫生组织按照胶质瘤的恶性度级别由低至高将其分为4个级别。尽管近年来诸如手术切除、放化疗等现代疗法的不断改进，胶质瘤患者的治疗效果仍无显著的改善。对于原发的IV级胶质瘤，又称为胶质母细胞瘤而言，患者的平均生存期仅为1年左右。因此，基于分子生物学开发全新而高效的治疗方法抑制胶质瘤的进展是刻不容缓的。. 近年来，已有越来越多的研究针对癌症的分子靶向治疗，而microRNA被认为是具有很大希望的一种靶向分子。microRNA是一类内源性非编码的小RNA分子，长度约为18-25个碱基，可以通过与其靶基因的mRNA的3’-UTR区域互补结合进而在转录后层面调控其表达水平。越来越多的证据显示microRNA在各种肿瘤中表达显著异常并且参与调节肿瘤细胞的诸如细胞增殖、凋亡、血管新生、侵袭等各种生物学行为。因此，探索在肿瘤发生发展中发挥关键作用的microRNA对于肿瘤患者的诊断、预后评估、治疗等具有重要的意义。. 在过去的研究中，研究者们发现了一些能够在胶质瘤中发挥类似促癌基因或抑癌基因功能的microRNA。然而，关于microRNA-196a在胶质瘤发生发展中的生物学功能仍然所知甚少。在本课题中，我们发现了miR-196a在胶质瘤组织中表达水平显著升高，miR-196a高表达与胶质瘤患者的恶性临床病理因素及不良预后具有显著的相关性。并且，miR-196a高表达是恶性胶质瘤患者不良预后的独立危险因素。另一方面，我们发现人为降低胶质瘤细胞株内miR-196a的表达水平后，肿瘤细胞的增殖、细胞周期进展、侵袭能力受到了显著的抑制。更为重要的是，当miR-196a表达水平受到抑制之后，胶质瘤干细胞的自我更新能力受到了显著的抑制，而其对于化疗药物的敏感性却得到了显著地提高。另外，我们通过表达谱芯片法和荧光素酶报告法证实了GATA6是miR-196a的靶基因。并且我们证实了miR-196a通过抑制其靶基因GATA6的表达水平进而负向调控胶质瘤的生长及发展。我们的结果提示miR-196a作为胶质瘤的重要促癌因子发挥调控胶质瘤生物学行为的可能性，并且，miR-196a可能作为胶质瘤全新治疗方法的靶向分子而应用于临床。