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背景与目的:神经胶质瘤来源于神经胶质细胞,是颅内最常见的原发性恶性肿瘤,具有高发病率、高复发率和高病死率的特点。其不可控的增殖性可导致手术复杂化,肿瘤细胞存活,肿瘤继续生长。胶质瘤细胞的增殖是胶质瘤病情进展的重要因素之一。目前对胶质瘤的治疗仍以手术辅以术后放化疗为主,但现有的治疗方案并不能显著抑制肿瘤的复发、改善患者的预后、延长生存期。肿瘤的增殖多由于抑癌基因的失活及癌基因的异常激活导致,因此更加全面的了解肿瘤细胞增殖的分子机制可以为后期的分子靶向治疗提供有效的理论支持。卵泡抑素类似蛋白1(Follistatin-like protein 1,Fstl1)是一类分泌性蛋白,因其蛋白结构类似卵泡抑素蛋白(Follistatin),所以被称为卵泡抑素类似蛋白(follistatin-related polypeptide,FRP)。Fstl1具有类似于卵泡抑素的结构域,预示着它属于TGF-β超家族,并具有TGF-β超家族抑制肿瘤细胞的特质。众多研究显示,Fstl1在卵巢癌、宫颈癌、前列腺癌、肺癌以及胰腺癌等多种肿瘤中发挥着促癌或抑癌的作用。既往研究发现,胶质瘤组织中Fstl1的表达量显著高于非肿瘤脑组织。同时,Fstl1的表达与胶质瘤预后相关,高表达Fstl1的患者较低表达Fstl1的患者预后差,提示在胶质瘤中Fstl1可能扮演促癌基因的角色。但是Fstl1在胶质瘤生物学功能中的作用及机制仍不清楚。而BMP4据报道在胶质瘤组织中通过激活SMAD1/5/8信号通路来抑制胶质瘤细胞的生长。我们研究发现,Fstl1可与BMPR竞争性结合BMP4从而影响BMP4/Smad1/5/8信号通路,促进胶质瘤细胞的生长。体内实验也验证了Fstl1对胶质瘤的生长有促进作用。我们的研究可以为恶性脑肿瘤的治疗提供新的靶点。材料与方法:1.利用单克隆实验、CCK8实验以及流式细胞术检测Fstl1对LN229、P-GBM2、U87和U251胶质瘤细胞的增殖能力和周期的影响。2.利用蛋白印记实验和实时定量荧光PCR检测Fstl1处理后,Fstl1在LN229、P-GBM2、U87和U251胶质瘤细胞中表达量的变化以及p-Smad1/5/8、Smad1/5/8、p21的蛋白和m RNA表达量变化;通过免疫共沉淀实验检测Fstl1对BMP4与BMPR结合的影响。3.使用稳定表达荧光素酶的U87和P-GBM2细胞构建裸鼠原位成瘤模型,利用活体成像技术检测裸鼠颅内胶质瘤体积的变化以反映Fstl1对胶质瘤生长的影响。利用免疫组织化学检测裸鼠成瘤组织的边界、p-Smad1/5/8、p21的表达情况。研究结果:1.在LN229和P-GBM2细胞中过表达Fstl1后,细胞增殖能力增强,细胞周期从G0/G1期向G2期推进,裸鼠原位成瘤实验处理组的颅内肿瘤体积明显增大,生存期降低。2.在U87和U251细胞中敲低Fstl1后,细胞的增殖能力被抑制,细胞周期阻滞于G0/G1期,裸鼠原位成瘤实验处理组的颅内肿瘤体积明显较小,生存期延长。3.Fstl1与BMP4结合,不与BMPR结合,BMP4与Fstl1和BMPR都结合。Fstl1高表达后,Fstl1与BMP4结合量增加、BMP4与BMPR的结合量减少;Fstl1敲低后,Fstl1与BMP4结合减少、BMP4与BMPR的结合增加,由此提示Fstl1可与BMPR竞争性结合BMP4。下游分子p-Smad1/5/8和p21的蛋白水平与Fstl1成正相关,提示Fstl1可通过BMP4影响Smad1/5/8通路。4.免疫组织化学发现人脑胶质瘤组织中,高表达Fstl1组织中对应低表达p-Smad1/5/8和低表达p21,低Fstl1组织中对应高p-Smad1/5/8和高p21。研究结论:1.高表达的Fstl1能够促进胶质瘤细胞的增殖、推动细胞周期;2.Fstl1竞争性结合BMP4,阻止BMP4与BMPR的结合,抑制Smad1/5/8信号通路,最终促进胶质瘤细胞恶性生物学行为。