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脑胶质细胞瘤是中枢神经系统最常见的恶性肿瘤,其发生率约占全部颅内肿瘤的30%~50%。尽管近年来在手术﹑化疗与放疗方面取得很大进步,但对胶质瘤的治疗效果并没有得到显著提高。脑胶质细胞瘤治疗困难的根本原因在于其所具有的恶性生物学特性,如胶质细胞瘤具有典型的过度增殖、极强的侵袭性等等。因此,深入揭示脑胶质细胞瘤发生与发展的分子生物学机制,阐明决定脑胶质瘤恶性生物学行为的关键基因,对于人类战胜这一顽疾具有重要的科学意义。核微球蛋白58 (58-kDa microspherule protein,MSP58)是我们以抑癌候选基因NDRG2(N-myc down-stream regulated gene 2)为诱饵、利用酵母双杂交的方法筛选到的一个可以与NDRG2相互作用的分子。MSP58全长462个氨基酸。该分子结构中包括:核仁定位信号;一个coiled-coil domain和一个forkheadassociated domain (FHA)。目前国际上对MSP58的研究表明:MSP58的表达与细胞的增殖能力呈正相关,这个分子在细胞中表达具有明显的细胞周期相关的特点,它在细胞中过表达可以引起细胞的克隆形成能力增强及非锚着依赖生长的恶性表型,MSP58系与多种肿瘤发生过程及细胞增殖中具有相互作用的一种癌基因。我们前期的研究发现,MSP58 mRNA和蛋白在脑胶质瘤组织中存在表达。MSP58表达在良性和恶性脑胶质瘤之间,以及脑胶质瘤Ⅰ~Ⅳ级病理级别间比较均有非常显著的差异性(p <0.01),提示MSP58在脑胶质瘤的形成和恶性演进中具有重要作用。然而对于MSP58在胶质瘤细胞系中的生物学功能和作用机制仍有待于进一步研究。本研究探讨了MSP58分子诱导高表达对于人脑胶质瘤细胞系体外增殖、侵袭和凋亡等生物学特性的影响,为揭示MSP58分子在人脑胶质细胞瘤恶性进展中的作用提供了实验基础。本课题研究主要包括以下两个方面:1. MSP58真核表达载体转染人脑胶质母细胞瘤细胞系U251的研究我们在前期的研究中,针对四种最高级别恶性度的神经胶质瘤的细胞系:U215,U87,BT325,SHG44,运用RT-PCR和Western blot的实验方法,检测了MSP58 mRNA和蛋白在这四种胶质瘤细胞系中的表达情况。结果发现,MSP58在胶质瘤细胞系均有表达,并且表达量基本一致。根据这四种胶质瘤细胞系的生物学特性及转染效率等特点,我们选取了胶质瘤细胞系U251作为研究对象,根据MSP58分子的cDNA序列,运用PCR得到MSP58全长,并克隆入pCI-neo载体,构建了MSP58真核表达载体pCI-neo-MSP58,经酶切鉴定证实克隆正确。通过脂质体介导、将pCI-neo-MSP58载体和空载体pCI-neo分别转染入人脑胶质母细胞瘤细胞U251,经G418筛选,建立了稳定转染的细胞系U251-P msp58(MSP58过表达组)和U251-P neo(空载体组),经RT-PCR和Western blot检测证实U251-P msp58细胞MSP58mRNA和蛋白的表达明显上调。本部分结果提示:首次成功获得了能够稳定过表达MSP58的胶质瘤细胞系U251-P msp58,这为进一步研究MSP58表达对于胶质瘤细胞生物学特性的影响提供了良好的细胞模型。2.诱导MSP58高表达对人脑胶质瘤细胞体外增殖及侵袭的影响本研究观察了MSP58基因对胶质瘤细胞增殖和细胞周期的影响。实验分为U251-P msp58组(MSP58过表达组)、U251组(未转染组)和U251-P neo组(空载体组),运用流式细胞术检测细胞周期,MTT实验绘制细胞生长曲线,平板克隆形成实验和软琼脂集落形成实验测定细胞克隆形成数量。结果发现,U251-P msp58组与其他各对照组相比,G1期细胞明显减少(p<0.01),S期细胞显著增多(p<0.01);U251-P msp58组细胞增殖数和克隆形成数均明显高于其他各对照组(p<0.01)。表明MSP58基因对胶质瘤细胞周期有重要影响,MSP58基因表达上调对细胞增殖有较为明显的促进作用。为了探明MSP58基因与胶质瘤的侵袭和迁移能力的关系,运用经典的细胞划痕实验和Transwell侵袭小室法、就MSP58分子对细胞的迁移和侵袭能力的影响进行了研究。结果发现,U251-P msp58组的胶质瘤细胞的迁移能力明显高于其他对照组(p<0.01),并且在Transwell实验中,U251-P msp58组的胶质瘤细胞能够穿过Matrigel的细胞数也明显高于其他对照组(p<0.01)。从而证明上调MSP58基因的表达能够促进胶质瘤细胞的侵袭和迁移能力。本部分研究结果提示,MSP58的高表达可能与人脑胶质瘤细胞的体外增殖和侵袭等恶性生物学行为密切相关。综上所述,本研究首次建立了具有稳定上调MSP58基因mRNA和蛋白表达的胶质瘤细胞系;阐明了MSP58基因在神经胶质瘤细胞增殖、迁移和侵袭中的作用。作为与NDRG2相互作用的分子,本研究结果为NDRG2功能的研究开辟了新的领域,对于揭示脑胶质瘤发生与发展的分子生物学机制,阐明决定脑胶质瘤恶性生物学行为的关键基因,具有重要的科学意义;也为发展临床神经胶质瘤的治疗提供了新的靶点。