CyclophilinA调控Wnt/β-catenin信号通路介导胶质瘤的发生发展和机制研究

Glioma is the most common primary malignant brain tumor. The pathogenesis and treatment of glioma has been a popular but difficult topic in cancer research. Our preliminary results showed that the expression of protein proline cis-trans isomerase Cyclyphilin A (CypA) is markedly upregulated in glioma patient samples. Knockdown of CypA inhibits the proliferation, migration and invasion ability of glioma cells. These result indicates that CypA is important for glioma tumorigenesis. Using RNA sequencing, immunohistochemistry, immunoprecipitation and other methods, we found that the function of CypA in glioma is closely related to Wnt/β-catenin signaling pathway. In addition, CypA PPIase inhibitor Cyclosporin (CSA) and Sanglifehrin A (SFA) significantly inhibits the viability of glioma cells. Based on these findings, this proposal will use cell biology, molecular biology, pharmacology, pathology techniques and clinical glioma patient samples, glioma cell lines and nude moues intracranial glioma xenografts model to investigate the function of CypA in glioma tumorigenesis, its function in regulating Wnt/β-catenin signaling pathway and the possiblity of developing CSA and SFA as anti-glioma medications. This project will greatly improve the glioma research in both scientific and translational aspects.

脑胶质瘤是最常见的原发恶性脑肿瘤，对其发病机理和治疗方法的研究一直是肿瘤研究领域的热点和难点。本项目前期研究表明蛋白脯氨酸顺反异构酶CypA在胶质瘤中表达异常升高，敲低CypA抑制胶质瘤细胞的增殖、迁移和侵袭能力。通过RNA sequencing、免疫组化和免疫共沉淀等一系列实验，我们发现CypA与胶质瘤中Wnt/β-catenin信号通路紧密相关。体外药效学实验显示CypA活性抑制剂CSA和 SFA显著抑制胶质瘤细胞存活。基于以上结果，本项目将综合运用细胞生物学、分子生物学、病理学和药理学等方法，采用临床胶质瘤样本、胶质瘤细胞系以及裸鼠脑内胶质瘤移植模型，全面解析CypA在胶质瘤发生发展中的作用，阐明CypA对Wnt/β-catenin信号通路的调节机制，开展以CypA为靶点，以CSA和SFA为目标化合物的抗胶质瘤新药研究。本项目将增进对胶质瘤的科学理解，并具有良好的转化医学价值。

脑胶质瘤是最常见的原发性颅内肿瘤，在原发恶性中枢神经系统肿瘤中，高级别的胶质母细胞瘤发病率最高。国内外有关胶质瘤的临床治疗效果在近30年内没有明显的改善。胶质母细胞瘤干细胞（GSCs）能够无限增殖并可在体内外诱导产生多元化神经和神经胶质样肿瘤细胞，它的存在对胶质母细胞瘤发生、发展、耐药和复发起到“key”的作用。Cyclophilin A（CypA）是一种在体内广泛表达的蛋白质顺反异构酶。CypA通过催化蛋白质中脯氨酸肽键顺反异构化来保持蛋白质结构稳定并调节蛋白质活性，因此又被称为“分子伴侣”。本项目旨在探索CypA对GSCs干性的维持作用，揭示CypA对GSCs作用的机制，全面解析CypA对Wnt/β-catenin信号通路促GSCs分裂的调控功能，寻找Wnt/β-catenin信号通路与细胞分裂之间的内在联系，并探讨CypA作为抗胶质母细胞瘤治疗有效靶点的可能性，为抗胶质母细胞瘤的药物研发提供理论依据。主要的研究内容是：① CypA在胶质瘤中的表达；② CypA对GSCs干性的维持和自我更新作用；③ CypA对GSCs 抗放射性的影响；④ CypA对GSCs作用的机制分析。结果显示① CypA在各种类型和各个级别的胶质瘤中表达升高；② GSCs分化后，CypA的表达下降。GSCs中敲除CypA后，各种干细胞标记物包括Nestin、CD133、Sox2和Nanog表达均下降。CypA敲除后，GSCs的自我更新能力下降；动物体内实验也进一步证明CypA敲除后，GSCs的成瘤作用降低；③ 放射处置GSCs后，CypA在GSCs中的表达升高，并呈剂量和时间依赖性。CypA敲除后，GSCs抗放射性的能力下降，放射处置后，CypA敲除的GSCs会有更多的细胞凋亡；④ 通过机制分析，发现β-catenin可以携带CypA进入细胞核，CypA对β-catenin入核没有影响。但是CypA敲除后，Wnt/β-catenin信号通路的活性下降。进一步分析发现CypA可以和β-catenin结合在一起，对β-catenin与转录因子TCF4的结合具有促进作用。Wnt/β-catenin信号通路是维持GSCs干性一个重要的信号通路，CypA对维持GSCs中Wnt/β-catenin信号通路起到关键性的作用，本项目的研究为胶质母细胞瘤的治疗提供了一个确实有效的靶点。