论文部分内容阅读
第一部分PBX3基因对胶质瘤细胞体外和体内增殖能力的影响胶质瘤是最常见和恶性程度最高的一种原发性脑肿瘤,并且其预后不良,缺乏有效的治疗措施。因此,确定参与和促进胶质瘤进展的分子机制,对开发有效的胶质瘤治疗措施是十分必要的。PBX3(Pre-B-cell leukemia homeobox 3,PBX3)是PBX家族基因中重要的一员,其广泛高表达于人的多种恶性肿瘤中。但是,PBX3在胶质瘤中的表达水平、生物学功能以及相关分子机制在很大程度上仍未知。在本项研究中,我们证明,与正常对照组相比,PBX3在人胶质瘤组织标本及细胞系中高表达。这些研究结果提示PBX3可能参与了胶质瘤的进展。因此,接下来我们运用基因敲低和过表达的方法研究PBX3对胶质瘤细胞增殖能力的影响。结果显示,敲低PBX3可以抑制胶质瘤细胞增殖和诱导胶质瘤细胞凋亡,而过表达PBX3可以显著促进胶质瘤细胞增殖。机制研究发现,PBX3是通过调控细胞周期进展来促进细胞增殖的。LN229细胞裸鼠皮下成瘤实验证实敲低PBX3可以显著抑制裸鼠皮下肿瘤的生长。终上所述,我们的研究结果提示PBX3可能是胶质瘤的潜在治疗靶点。第二部分MicroRNA-98通过靶向抑制PBX3的表达进而减弱胶质瘤的迁移与侵袭胶质母细胞瘤(Glioblastoma,GBM)是成人中最常见的原发性脑肿瘤。GBM向周围临近正常脑组织侵袭常常导致治疗失败。然而,控制这一进程的分子机制仍不清楚。越来越多的研究证据表明,微小RNA(MicroRNA,miRNA)与GBM的侵袭和迁移存在着密切的关系。在本项研究中,我们发现miR-98在胶质瘤组织标本和细胞系中显著低表达。功能实验结果显示,过表达miR-98可以抑制胶质瘤细胞的侵袭和迁移能力,而降低miR-98的表达水平可以促进胶质瘤的侵袭和迁移。随后的研究表明,作为调控肿瘤侵袭的重要转录因子PBX3,是胶质瘤细胞中miR-98的直接和功能靶点。与体外研究结果相一致的是,在裸鼠颅内成瘤模型中,过表达miR-98可以抑制胶质瘤的侵袭和PBX3蛋白的表达。利用小干扰RNA(small interfering RNA,siRNA)敲低胶质瘤细胞中PBX3的表达水平可以抑制胶质瘤细胞的迁移和侵袭能力,而将PBX3过表达的质粒导入胶质瘤细胞系中可以逆转过表达miR-98所致的抗侵袭能力。此外,在颅内成瘤模型中敲低PBX3的表达可以模拟过表达miR-98的体内抗胶质瘤侵袭表型。最后qRT-PCR(quantitative Real-Time Polymerase Chain Reaction,qRT-PCR)结果显示,在 24例胶质瘤标本中miR-98的表达与PBX3基因的表达水平呈负相关。因此,我们推测miR-98调控PBX3基因表达在控制胶质瘤侵袭中起重要作用,并且这一调控机制可能作为胶质瘤的药物治疗靶点。第三部分PBX3/MEK/ERK1/2/LIN28/let-7b正反馈环路通过加强胶质瘤间质亚型特征促进胶质瘤的侵袭与迁移GBM向周边脑组织的侵袭特性决定了 GBM的复发和不良预后。而GBM的这一侵袭特性往往与增强的前神经元亚型向间质亚型转化有关。因此,确定调控GBM侵袭表型和间质亚型转化的机制,并以此做为治疗GBM的目标具有十分重要的现实意义。在本项研究中,我们报道PBX家族中的一员PBX3具有调控胶质瘤侵袭和促进间质亚型转化的作用。我们发现PBX3的表达与胶质瘤间质亚型标志分子的表达呈正相关。在胶质瘤细胞中过表达PBX3可以促进胶质瘤的侵袭表型和促进间质亚型标志分子的表达。相反的,敲低PBX3表达水平显著降低胶质瘤的侵袭能力和间质亚型标志分子的表达。另外,抑制PBX3的表达将减弱 TGF-β(Transforming Growth Factor-beta,TGF-β)对胶质瘤间质亚型转化的促进作用。进一步的机制研究表明,PBX3介导的胶质瘤间质亚型转化是通过激活 MEK/ERK1/2(Mitogen-Activated Protein Kinase 1/Extracellular Signal-Regulated Kinase 1/2,MEK/ERK1/2)通路,导致 c-myc(MYC Proto-Oncogene,c-myc)介导的 LIN28(Lin-28 Homolog,LIIN28)基因表达增加。表达增加的LIN28基因在胶质瘤中抑制let-7b的生物合成,这将促进促侵袭相关基因的表达,如 HMGA2(High Mobility Group AT-HooK 2,HMGA2)和IL-6(Interleukin 6,IL-6)。另外,let-7b 可以直接与 PBX3 3’-UTR(3’-Untranslated Region,3’-UTR)结合进而抑制PBX3基因的表达。因此,由PBX3抑制的let-7b表达将放大PBX3的下游信号通路并形成一个正反馈环路来促进胶质瘤的间质亚型转化。这些研究数据表明了 PBX3可以作为促进胶质瘤间质亚型转化的关键驱动力和潜在治疗靶点。