微环境细胞对胶质瘤干细胞休眠态的差异调节效应及相关通路研究

Quiescent stem cells are charicteristic of chemo- or radiotherapy resistance. Existing evidences indicate that signals from cells in "niche" where stem cells reside affect fate decisions of stem cells, such as maintaining of quiescent state. Previous studies demonstrated that a quiescent cell sub-population exists within glioma stem cells and the main constituting cells in perivascular niche where glioma stem cells locate are vascular endothelial cells, differentiated tumor cells and microglia cells. Based on previous studies, this research is designed to study aforementioned niche cells' role in the regulation of quiescent state of glioma stem cells and involved signal pathways. To accomplish this goal, label retaining assay will be performed to determine quiescent cells, niche cells will be specifically killed in order to study their effects in the regulation of quiescence in vitro, intravital imaging will be adopted to study niche cells' effects in vivo, gene chips and software for signal pathway analysis will be used to study involved signal pathways. Elucidation of niche cells' effects and involved mechanisms will establish a foundation for future therapeutical research to facilitate quiescent stem cells changing into active proliferative cells which are sensitive to chemo- or radiotherapy.

休眠干细胞具有明显的放、化疗抵抗性。已有研究表明：干细胞的休眠态受控于"微环境细胞"的作用。前期研究表明：脑胶质瘤干细胞中存在休眠细胞，其微环境细胞组成主要包括血管内皮细胞、分化肿瘤细胞及小胶质细胞。在前期基础上，本项目为揭示上述细胞在胶质瘤干细胞休眠调节中的效应及相关机制。采取荧光标记示踪技术对干细胞的休眠、增殖状态进行判定，应用选择性杀灭微环境细胞的方法以判断其休眠-增殖调节效应，利用活体成像技术行上述效应的体内验证，采用基因芯片及信号通路软件初步判断休眠相关信号通路。通过微环境细胞效应及相关通路揭示，为未来的治疗研究奠定基础，以促进休眠干细胞转化为增殖态细胞，从而提高胶质瘤的放、化疗敏感性。

休眠干细胞具有明显的放、化疗抵抗性。已有研究表明：干细胞的休眠态受控于“微环境细胞”的作用。前期研究表明：脑胶质瘤干细胞中存在休眠细胞，其微环境细胞组成主要包括血管内皮细胞、分化肿瘤细胞及小胶质细胞。在前期基础上，本项目为揭示上述细胞在胶质瘤干细胞休眠调节中的效应及相关机制。采取荧光标记示踪技术对干细胞的休眠、增殖状态进行判定，应用选择性杀灭微环境细胞的方法以判断其休眠-增殖调节效应，利用活体成像技术行上述效应的体内验证，采用基因芯片及信号通路软件初步判断休眠相关信号通路。.本研究采取DiI荧光标记在悬浮培养的脑胶质瘤干细胞球中通过示踪观察，成功筛选并鉴定了富集休眠干细胞的慢增殖细胞群体（DiI持续阳性细胞），它们相对于DiI阴性细胞具有更显著的致肿瘤发生作用。成功建立了脑胶质瘤的组织块培养，并应用免疫毒素选择性杀伤微环境细胞效应，发现小胶质细胞对干细胞的休眠-增殖调节无显著效应，血管内皮细胞发挥了显著的促干细胞增殖作用，而分化肿瘤细胞则发挥了显著的促休眠作用。成功建立了脑胶质瘤的小鼠活体成像模型，观察到在临近血管区域，肿瘤干细胞呈现较明显的增殖状态，而在远离血管的肿瘤细胞富集区域，更多的肿瘤干细胞呈现了休眠状态。上述发现与体外组织块研究中的发现呈现一致性。进一步，将促休眠的分化肿瘤细胞与胶质瘤干细胞进行共培养，进行了细胞因子及基因芯片研究，初步筛选了分化肿瘤细胞调节胶质瘤干细胞休眠-增殖状态的信号通路，如MAPK信号通路，JAK-STAT信号通路等。.本研究结果证实了我们初期的研究设想，即胶质瘤干细胞的休眠增殖状态调节受控于微环境细胞的作用，其中分化肿瘤细胞发挥了较显著的促休眠效应，而且可能通过与细胞增殖或细胞周期调控密切相关的通路如MAPK通路，JAK-STAT通路等发挥效应。未来，在本研究基础上，可继续明确参与休眠-增殖调节的主要效应蛋白及进行药物作用研究，促进休眠干细胞转化至活跃增殖细胞，以促进放、化疗效应的发挥。