PHB基因对胶质瘤干细胞的调控研究

发布时间：2018-04-01 21:37

  本文选题：胶质瘤干细胞　切入点：PHB　出处：《中国人民解放军军事医学科学院》2017年硕士论文

【摘要】：干细胞是指组织中具有广泛增殖、自我更新以及多种系分化潜能的一类细胞。近年来,随着对肿瘤研究的深入,肿瘤干细胞(Cancer Stem Cell,CSC)这一概念也逐渐被更多的科研工作者认可。肿瘤干细胞是指肿瘤组织中一小群肿瘤细胞,它们既具有肿瘤细胞的特性,如组织侵袭和转移;也具有干细胞的特性,如自我更新和多能分化。脑胶质瘤是颅内最常见的一类恶性肿瘤,根据不同的病理类型可以将其分为星形细胞瘤、髓母细胞瘤、多形性胶质母细胞瘤、室管膜瘤、少突胶质细胞瘤等。其中多形性胶质母细胞瘤(Glioblastoma Multiforme,GBM)是恶性程度最高的脑肿瘤,患者治疗后易复发而预后差,生存周期仅为12-15个月。研究认为,在脑胶质瘤中存在胶质瘤干细胞(Glioma Stem Cell,GSC),是导致脑胶质瘤易复发,且对放化疗不敏感的主要原因。因此,以GSC为研究对象,研究其在脑胶质瘤中的特点及功能,可以更深入的揭示脑胶质瘤的发生、发展以及复发的原因,为脑胶质瘤的治疗提供新的思路。目前针对肿瘤干细胞的研究主要集中在肿瘤干细胞特异基因的鉴定、表观遗传调控因子及肿瘤微环境调控蛋白质对肿瘤干细胞的调控等方面。本实验室致力于研究在GSC中特异性高表达的蛋白质及其发挥的重要功能。我们利用质谱鉴定的方法,从四株GSC及其对应的分化后的非干性肿瘤细胞(Non-Stem Tumor Cell,NSTC)中鉴定出一系列的差异表达蛋白质。然后利用生物信息学技术,在TCGA等数据库中进行临床相关性分析。我们发现与正常脑组织相比,Prohibitin(PHB)在脑胶质瘤中显著高表达,且其表达水平与脑胶质瘤恶性程度呈正相关。而在其他肿瘤组织中(乳腺癌,结肠癌,卵巢癌),与相应正常组织相比,PHB低表达或者无差异表达。在预后相关性分析中,我们发现PHB高表达的脑胶质瘤患者预后明显较差。因此,我们以PHB作为进一步研究对象,研究其在GSC中的功能及作用机制。我们先是利用蛋白质印记(Western Blot)、实时定量PCR(RT-PCR)、免疫组织化学(Immunohistochemistry)等实验方法对筛选结果和数据库分析结果进行验证。验证结果表明,与非干性肿瘤细胞NSTC相比,PHB无论是在蛋白质水平还是mRNA水平都在GSC中特异性高表达。在GSC分化的过程中,PHB随着GSC的分化其蛋白质表达水平逐渐降低。我们进一步利用脑胶质瘤组织芯片进行免疫组化染色,对数据库分析结果进行验证。结果显示,相对于正常脑组织,PHB在部分肿瘤细胞中显著高表达,且其表达水平与临床脑胶质瘤恶性分级呈正相关。随后我们利用慢病毒感染体系,在GSC中用shRNA干扰技术稳定敲低PHB基因的表达。结果显示GSC中敲低PHB的表达显著抑制细胞的增殖能力和自我更新能力;而在NSTC中敲低PHB的表达,细胞没有明显的表型。在裸鼠大脑皮质原位成瘤的动物模型中,我们发现敲低PHB能够显著延长动物的生存周期。综上所述,我们发现在GSC中,PHB在蛋白质和mRNA水平均特异性高表达,并且其表达与临床脑胶质瘤患者恶性程度呈正相关。敲低PHB后能够显著影响GSC的增殖能力和自我更新能力,而在NSTC中敲低PHB则对其增殖能力没有影响,这表明PHB在GSC中发挥功能的特异性。在小鼠颅内原位成瘤的实验中,我们发现敲低PHB的表达可以延长小鼠的生存周期。以上结果提示PHB可能通过调节GSC的生长与自我更新,调控脑肿瘤的发生。在进一步的机制研究中,我们发现PHB定位于GSC的线粒体,并与一系列线粒体功能蛋白质发生相互作用。在接下来的实验中,我们将深入研究PHB对GSC线粒体功能的影响,揭示PHB对GSC的独特调控功能及具体作用机制,并希望能够为临床治疗脑胶质瘤提供线索和新的思路。
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【学位授予单位】：中国人民解放军军事医学科学院
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2017
【分类号】：R739.41
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本文编号：1697398