神經(jīng)膠質(zhì)瘤的研究意義

1、<p>　　1 神經(jīng)膠質(zhì)瘤的研究意義 </p><p>　　神經(jīng)膠質(zhì)瘤（Glioma）是最常見的顱內(nèi)腫瘤，約占所有顱內(nèi)腫瘤的50%左右。目前臨床上IV型神經(jīng)膠質(zhì)瘤是惡性程度最高的腦部腫瘤，至今無法治愈[1]。多形性膠質(zhì)母細胞瘤（Glioblastoma Multiforme, GBM） 起源于腦部神經(jīng)膠質(zhì)細胞，成年腦癌患者中約80%為浸潤性的星形細胞瘤。由于該腫瘤是浸潤性生長物，其和正常腦組織

2、沒有明顯的界限，因此難以被完全切除或根本不能手術(shù)。血腦屏障的存在，又使得化學(xué)藥物和一般抗腫瘤的中藥難以發(fā)揮療效。該腫瘤細胞對放療亦不甚敏感，非常容易復(fù)發(fā)。因此腦膠質(zhì)瘤至今仍是全身腫瘤中預(yù)后最差的腫瘤之一。據(jù)文獻報道神經(jīng)膠質(zhì)瘤的中位生存時間和無進展生存時間分別為14.6個月和6.9個月，5年生存率為9.8%[2]。近年來，原發(fā)性惡性腦腫瘤發(fā)生率逐年遞增，年增長率達到每100,000人口中有5.26個人，而且每年有17000人被最新診斷出患

3、有該致死性疾病[3, 4]。因此，積極研究神經(jīng)膠質(zhì)瘤的發(fā)病原因、尋找惡性膠質(zhì)瘤治療切實有效的治療手段已成為目前亟待解決的關(guān)鍵問題。</p><p>　　2 上皮-間質(zhì)轉(zhuǎn)化與神經(jīng)膠質(zhì)瘤發(fā)生發(fā)展的關(guān)系</p><p>　　人腦膠質(zhì)瘤發(fā)生、發(fā)展過程中，多種癌基因、抑癌基因的異常改變牽涉其中。腫瘤的形成和發(fā)展與基因改變間的關(guān)系是近年來腫瘤學(xué)研究的核心問題之一。多種基因的改變都參與到腫瘤細胞生長過

4、程中，腫瘤細胞生長是腫瘤最基本的生物學(xué)行為，生長異常是腫瘤惡性行為的基礎(chǔ)。大量的研究證實，腫瘤的形成起源于單個獲得了癌基因和（或）抑癌基因改變的細胞；腫瘤的發(fā)展（包括由分化較好的腫瘤轉(zhuǎn)變成分化差的腫瘤，局部浸潤和遠處轉(zhuǎn)移）則是更多癌基因和抑癌基因受累后作用疊加，腫瘤細胞克隆選擇和擴增的最終結(jié)果[5]。</p><p>　　在膠質(zhì)瘤發(fā)生發(fā)展的大量研究中，人端粒酶逆轉(zhuǎn)錄酶（hTERT）[6]、內(nèi)皮生長因子受體（EGF

5、R）[7]、熱休克蛋白（HSP）[8]等分子以及PKA、PKC、ERK[9, 10]等關(guān)鍵信號轉(zhuǎn)導(dǎo)分子均在神經(jīng)膠質(zhì)瘤的發(fā)生發(fā)展過程中發(fā)揮重要作用。p53基因的失活[11]和血小板源生長因子（PDGF）與其受體的激活[12]是神經(jīng)膠質(zhì)瘤非常常見的兩個基因改變。P53基因突變在膠質(zhì)瘤的各個分期中都起到關(guān)鍵作用，據(jù)報道在25-30%的原發(fā)性膠質(zhì)瘤和60-70%的繼發(fā)性膠質(zhì)瘤中都發(fā)現(xiàn)p53基因的改變。p53下游信號（如MDM2, MDM4, I

6、NK4/ARF）在膠質(zhì)瘤的發(fā)展過程中也都起到關(guān)鍵作用[11]。</p><p>　　3. Zeb1與神經(jīng)膠質(zhì)瘤</p><p>　　Zeb1是胚胎發(fā)育過程中必須的轉(zhuǎn)錄因子[13]，在胚胎形成及發(fā)育中的作用其突變能引起胚胎嚴重畸形。ZEB1是軟骨形成的修飾基因，可抑制1型和2型膠原的表達，并在在胸腺T細胞發(fā)育中起主導(dǎo)作用，同時Zeb1也抑制IL-2的轉(zhuǎn)錄活性[14]，成體突變Zeb1可引起角

7、膜營養(yǎng)不良[15]，研究發(fā)現(xiàn)Zeb基因也能夠抑制抑癌基因的表達，可抑制 p63和腫瘤抑制基因臂板蛋白3F (semaphorin 3F，SEMA3F)的表達，而且視網(wǎng)膜母細胞瘤抑制蛋白(Retinoblastoma，Rb)缺失或p53蛋白表達的缺失或者p53突變體表達增加均可以誘導(dǎo)Zeb1的表達，說明Zeb1基因能夠抑制腫瘤細胞的生長和癌癥的發(fā)展[16]。Zeb1是基膜(Basement Membrane，BM)的主要調(diào)節(jié)物，它可促使腫

8、瘤的間質(zhì)浸潤[17]。Zeb1染色程度與子宮內(nèi)膜癌侵襲性表型相關(guān)，侵襲性II型子宮內(nèi)膜癌間質(zhì)細胞及上皮源性腫瘤細胞Zeb1表達明顯升高。在乳腺癌和結(jié)直腸癌侵犯的組織中瘤細胞及腫瘤間質(zhì)均可檢測到Zeb1表達，并且Zeb1可通過與E-鈣黏蛋白上保守的E2-boxes結(jié)合使其轉(zhuǎn)錄下調(diào)，導(dǎo)致EMT，誘導(dǎo)腫瘤</p><p>　　Zeb1信號通路在膠質(zhì)母細胞瘤的發(fā)生發(fā)展，侵襲及耐藥等方面均有十分重要的作用，Siebzehn

9、rubl等研究發(fā)現(xiàn)Zeb1在侵襲能力強的膠質(zhì)母細胞瘤中高表達，目前可以通過檢測患者Zeb1表達作為預(yù)測短期生存率和治療反應(yīng)好壞的臨床指標(biāo)，而且Zeb1被認做是膠質(zhì)母細胞瘤復(fù)發(fā)的重要候選分子，浸潤性腫瘤細胞的標(biāo)記和重要的潛在治療靶點[22]。但是，關(guān)于Zeb1參與膠質(zhì)母細胞瘤致病過程的具體調(diào)節(jié)作用機制目前還不十分明了，仍需大量研究揭示驗證其在惡性膠質(zhì)瘤細胞生長和侵襲過程中上下游重要調(diào)控分子和信號網(wǎng)絡(luò)。 </p><p&

10、gt;　　我們前期實驗發(fā)現(xiàn)過表達PDGF-A能夠明顯促進小鼠腦內(nèi)神經(jīng)膠質(zhì)瘤的形成；加入外源性PDGF-A能夠促進膠質(zhì)瘤細胞生長發(fā)生EMT并上調(diào)Zeb1、Vimentin的表達，下調(diào)E-cadherin的表達，抑制Zeb1后能抑制細胞生長，相反，Zeb1過表達能促進細胞的生長和遷移，提示PDGFA可能通過Zeb1調(diào)節(jié)膠質(zhì)瘤細胞EMT過程 （預(yù)實驗3）。并且過表達microRNA-200b-c（生理狀態(tài)下，mRNA-200家族作為zeb1拮

11、抗分子）后可逆轉(zhuǎn)PDGF-A對Zeb1表達和細胞生長遷移的促進作用 （預(yù)實驗10）。提示Zeb1可能在由PDGFRα介導(dǎo)的神經(jīng)膠質(zhì)瘤中起重要的調(diào)節(jié)作用，microRNA-200b-c可能參與該過程中。因此，基于已有研究結(jié)果，我們擬從分子、細胞、動物模型、臨床樣本等不同層次深入研究Zeb1在神經(jīng)膠質(zhì)瘤細胞生長和腫瘤侵襲中的作用，并闡明其分子調(diào)控機制，為神經(jīng)膠質(zhì)瘤的診斷和治療提供新的分子靶標(biāo)。</p><p>　　3

12、 ZEB1 在PDGFR 調(diào)節(jié)腫瘤瘤生長與侵襲中的作用</p><p>　　血小板源衍生生長因子（PDGF）是可以由多種細胞產(chǎn)生的多肽，具有刺激平滑肌細胞、膠質(zhì)等細胞增生等廣泛的生理活性。PDGF是由A、B兩條多肽鏈通過二硫鍵連接而成的同型或異型二聚體。傳統(tǒng)的PDGF包括三種形式:PDGF-AA、PDGF-BB、PDGF-AB。近年來還發(fā)現(xiàn)了PDGF家族的另兩種形式:PDGF-C和PDGF-D[23]。血小板衍

13、生生長因子受體（PDGFR）異常表達和激活是膠質(zhì)瘤發(fā)生發(fā)展的主要分子機制之一[24]。在惡性膠質(zhì)瘤臨床樣本的11個擴增基因中，PDGFRα排在第三位[12]，提示PDGFRα在神經(jīng)膠質(zhì)瘤發(fā)生發(fā)展過程中的關(guān)鍵作用。另據(jù)報道神經(jīng)膠質(zhì)瘤病例中約30%的人與PDGFR的表達相關(guān)[25]，約40% PDGFRA高表達的病例中存在PDGFRA Δ8,9這一突變體，它外顯子8和9中的243個堿基缺失，可以導(dǎo)致其激活[26]。另外，還有文獻報道稱PDG

14、FRα過表達及受體上的多個下游調(diào)控位點均與神經(jīng)膠質(zhì)瘤的惡性程度和很差的預(yù)后直接相關(guān)，也是膠質(zhì)瘤病人生存時間變短的主要因素[12]。但是PDGFRα在膠質(zhì)瘤生長侵襲過程中的具體機制、參與PDGFRα調(diào)控膠質(zhì)瘤生長侵襲的下游信</p><p>　　本課題組前期發(fā)表在J Clinical Investigation[12]和Oncogene[27]上研究表明， PDGFR?及其下游信號分子參與調(diào)控神經(jīng)膠質(zhì)瘤的增值和侵襲

15、。PDGFR?活化后，主要激活PI3K和MAPK途徑。PI3K（磷脂酰肌醇3-激酶）途徑能夠活化蛋白激酶B （PKB，Akt），該途徑在一系列廣譜的人類腫瘤中都可以被激活，其在惡性膠質(zhì)瘤中，也同樣起到重要作用，可通過激活CD133和p85位點的相互作用激活PI3K/Akt途徑促使膠質(zhì)瘤干細胞的腫瘤原性[28]。</p><p>　　腫瘤細胞侵襲是惡性膠質(zhì)瘤發(fā)展過程中最重要的特征，PDGFR?及其下游關(guān)鍵信號分子都

16、在神經(jīng)膠質(zhì)瘤侵襲過程的信號轉(zhuǎn)導(dǎo)過程中扮演重要角色；而上皮-間充質(zhì)轉(zhuǎn)化(Epithelial-Mesenchymal Transition，EMT)過程是腫瘤侵襲的重要步驟，E盒結(jié)合同源盒蛋白，即Zeb1是上皮-間充質(zhì)轉(zhuǎn)化的誘導(dǎo)因素之一[29]。我們發(fā)現(xiàn)在神經(jīng)膠質(zhì)瘤細胞系中存在PDGFR和Zeb1共高表達的現(xiàn)象（預(yù)實驗2），因此，探討PDGFR和Zeb1是否存在調(diào)控關(guān)系以及其中可能的調(diào)控網(wǎng)絡(luò)很可能成為解決神經(jīng)膠質(zhì)瘤細胞通過EMT過程發(fā)生侵

17、襲的癥結(jié)所在。</p><p>　　4 Zeb1蛋白分子的修飾和膠質(zhì)瘤的關(guān)系</p><p>　　Zeb1具有6個功能結(jié)構(gòu)域：包含兩個C2H2的鋅指ZFD結(jié)構(gòu)域，是DNA結(jié)合部位，結(jié)合到相關(guān)基因的Z盒和E盒[30]；中央部分有一個POU樣的HD結(jié)構(gòu)域；同時含有一個結(jié)合到R-Smads的SBD結(jié)構(gòu)域和結(jié)合CtBP蛋白的CID結(jié)構(gòu)域[31]；最后還包含一個結(jié)合共激活因子P300和P/CAF的

18、CBD結(jié)構(gòu)域（圖1）。正常情況下，Zeb1會有泛素化修飾，影響其轉(zhuǎn)錄抑制活性[32]，而Zeb1和CtBP1、HDAC1的直接結(jié)合介導(dǎo)了這種轉(zhuǎn)錄抑制[33, 34]。Zeb1蛋白分子存在多個潛在的能絲氨酸磷酸化的位點[35]，但迄今為止Zeb1的修飾和其功能的關(guān)系，尤其在膠質(zhì)瘤中的作用，很少有報道，我們在預(yù)實驗5中發(fā)現(xiàn)，膠質(zhì)瘤中Zeb1存在一定的絲氨酸磷酸化修飾，這提示我們磷酸化可能參與了Zeb1的功能調(diào)節(jié)，因此探討Zeb1修飾作為調(diào)節(jié)

19、PDGFR調(diào)控網(wǎng)絡(luò)的因素之一，有助于清晰闡明神經(jīng)膠質(zhì)瘤發(fā)生發(fā)展過程中的內(nèi)在原因。</p><p>　　圖1：Zeb1蛋白結(jié)構(gòu)簡圖</p><p>　　總之，在前期研究的基礎(chǔ)上，本項目將借助體外實驗與體內(nèi)動物模型以及惡性膠質(zhì)瘤的臨床樣本，利用分子生物學(xué)及細胞生物學(xué)等的研究方法，探討Zeb1介導(dǎo)PDGFR?調(diào)節(jié)的神經(jīng)膠質(zhì)瘤生長與侵襲作用及分子機制，深入探索其中可能的調(diào)控網(wǎng)絡(luò)，從而確定Zeb1是

20、否有可能成為一個新的神經(jīng)膠質(zhì)瘤的治療靶點。 本課題的目的在于希望通過該研究不僅可以補充PDGFR調(diào)控神經(jīng)膠質(zhì)瘤侵襲作用的機制，加深對PDGFR調(diào)節(jié)腫瘤發(fā)生與侵襲的作用的理解，還望找到新的治療神經(jīng)膠質(zhì)瘤的靶向位點，如Zeb1，為建立新型的聯(lián)合基因靶向治療該致死性疾病提供理論基礎(chǔ)。 因此，該項目的研究具有重要的理論和臨床意義。</p><p><b>　　參考文獻</b></p>

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