【LRRC4基因和SDF-1α/CXCR4生物学轴的研究背景】 LRRC4(leucine-rich repeats containing 4)是我室从染色体7q31-32区域克隆的一个新基因，LRRC4在脑组织中相对特异性表达，是一个与脑胶质瘤级别进展呈负相关的胶质瘤抑制性基因。本实验室前期通过与细胞因子及其受体基因的cDNA微阵列杂交，发现LRRC4在脑胶质瘤U251细胞的重表达，可以明显地下调趋化因子受体基因CXCR4的表达。CXCR4为趋化因子SDF-1α(stromal cell-derived factor-1基质细胞来源因子)的受体。研究表明SDF-1α及其受体CXCR4的过表达与脑胶质瘤的进展呈正相关。SDF-1α通过ERK1/2，AKT信号通路促进脑胶质瘤细胞的增生。CXCR4的阻断剂能抑制脑胶质瘤细胞的增生和侵袭。 【LRRC4通过下调SDF-1α/CXOR4生物学轴抑制脑胶质瘤细胞的运动和侵袭】 LRRC4在恶性胶质瘤中的表达缺失和CXCR4的过表达均参与了胶质瘤的恶性级别进展。在SDF-1α诱导下，LRRC4转染的U251细胞中CXCR4在mRNA和蛋白表达水平较对照组细胞均明显下调，LRRC4能抑制CXCR4的表达。本研究通过MTT，黏附实验，趋化实验，基质胶侵袭实验，划痕实验和细胞间通讯能力实验，检测到SDF-1α以浓度依赖方式诱导脑胶质瘤U251细胞增殖、趋化、运动和侵袭，最佳浓度为12.5nM。而LRRC4能抑制SDF-1α诱导的脑胶质瘤细胞的增殖、趋化、运动和侵袭，但对SDF-1α (12.5nM)诱导的脑胶质瘤细胞与基质粘附无影响，却抑制瘤细胞与内皮细胞ECV304的粘附。因此，LRRC4通过下调SDF-1α/CXCR4生物学轴抑制脑胶质瘤的运动和侵袭。 【LRRC4负性调控SDF-1α/CXCR4生物学轴介导的ERK1/2和AKT信号通路，并通过这两条通路调节MMP-2活性】 用外源性SDF-1α(12.5nM)处理U251细胞，分别作用0 min，5 min，10 min，15 min，30min，发现SDF-1α可以使U251细胞中ERK1/2以及AKT磷酸化水平明显增高，且呈时间依赖性，15min表达达高峰。LRRC4可以有效抑制ERK1/2以及AKT的磷酸化。ERK通路抑制剂PD98059以及AKT通路抑制剂LY294002能明显抑制ERK1/2以及AKT的活化(阳性对照)。因此，LRRC4能负性调控SDF-1α/CXCR4生物学轴介导的ERK1/2，AKT信号通路。 基质金属蛋白酶(MMPs)在肿瘤侵袭转移和血管形成过程中起了很重要的作用。研究表明，一些信号通路如，p38MAPK，NF-кB，PKC，PI-3K激酶及Raf/ERK，JAK/STATs通过调节MMP—2、MMP—9的分泌来影响肿瘤细胞侵袭和转移特性。本研究发现SDF-1α,可以增强U251细胞MMP2酶活性，LRRC4明显的抑制了SDF-1α诱导的MMP2的酶活性增加。ERK通路抑制剂PD98059和AKT通路抑制剂LY294002处理均可抑制SDF-1α诱导的MMP2的酶活性增加(阳性对照)。因此，LRRC4能够通过SDF-1α/CXCR4生物学轴介导的ERK1/2和AKT通路抑制MMP-2的酶活性。但对MMP-9的酶活性无影响。 【LRRC4诱导脑胶质瘤细胞向星形胶质样细胞分化】 与对照组细胞相比(细胞呈梭形，基本无突起)，LRRC4转染后的U251细胞形态发生明显变化，细胞胞体缩小，呈圆形，突起明显延长，呈星形胶质样细胞特点。GFAP一直被视为星形细胞特异性标记物，与脑胶质瘤分化程度呈正相关，本研究发现LRRC4转染U251细胞后，GFAP表达明显上调。表明，LRRC4可以诱导脑胶质瘤U251细胞向星形胶质样细胞分化。 综上所述，胶质瘤抑瘤基因LRRC4可以通过抑制CXCR4的表达，负性调控SDF-1α/CXCR4生物学轴介导的ERK1/2和AKT通路，抑制胶质瘤U251细胞趋化、运动和侵袭；LRRC4能够诱导U251细胞向星形胶质样细胞分化。