目的和意义:脑胶质瘤是最常见的神经系统恶性肿瘤,由于其发病隐匿且进展较快,患者在确诊的时候就已经处于脑胶质瘤中晚期。目前脑胶质瘤的早期诊断主要依靠病史询问、神经系统体格检查和影像学检查等手段来完成,依靠现有诊断方法很难实现脑胶质瘤早期诊断的临床要求。脑胶质瘤的治疗主要依靠手术以及术后的放疗和化疗,但是由于脑胶质瘤生长的浸润性,在手术过程中很难做到完全切除,容易术后复发。因此,需要寻找脑胶质瘤早期诊断的分子标志物以及新的治疗的靶点。蛋白质组学技术利用生物质谱技术来研究样本中所有蛋白质的表达特性,具有较高灵敏性,可以用于筛选肿瘤标志物、研究病理学机制与寻找肿瘤治疗靶点。质谱成像技术是蛋白组学研究的有力工具,可以同时采集组织切片上数以百计的肽、蛋白质和脂类的质谱信息,被采集的肽、蛋白质和脂类的相对丰度及空间分布信息将以二维或三维图像呈现,从而得到这些肽、蛋白质和脂类在组织内分布的信息,在治疗靶点与生物标志物的寻找与筛选等方面已有广泛的应用。本研究的目的就是利用MALDI质谱成像技术分析脑胶质瘤组织和正常脑组织中脂类表达的差异,进行鉴定寻找有意义的差异表达脂类,并通过分子生物学手段研究目标脂类的功能,以达到寻找脑胶质瘤的新治疗靶点的目的。实验材料和方法:实验中选取3例脑胶质瘤病人的手术组织和3例脑外伤病人的手术组织作为正常对照,首先用冰冻切片机对脑胶质瘤组织和正常组织进行切片,设定切片厚度为10um,组织切片贴在导电载玻片上,用ImagingPrep的仪器覆盖基质DHB,用UltrafleXtreme MALDI TOF/TOF质谱仪进行检测,用FlexImaging软件进行分析,获得差异质谱峰之后对差异的质谱峰进行二级质谱的鉴定,获得差异表达的脂类。此后,采用脑胶质瘤细胞系U373-MG进行相关抗体的免疫荧光染色,研究脑胶质瘤组织和正常脑组织中差异表达的脂类对细胞膜上相关受体的调控作用,并利用western-blot方法研究U373-MG蛋白的表达,研究脑胶质瘤组织和正常脑组织中的差异表达脂类对相关信号通路中蛋白表达的调控。实验结果:实验中我们通过对3例脑胶质瘤组织和3例脑外伤病人脑组织进行冰冻切片,覆盖基质DHB,之后用MALDI-TOF/TOF进行质谱检测,获得每片导电载玻片上脑胶质瘤组织和正常脑组织中差异表达的质谱峰,对三片导电载玻片所有差异的质谱峰进行分析,共发现脑胶质瘤组织和正常脑组织中差异表达的质谱峰一共有117个,其中58个质谱峰在正常脑组织中高表达,有59个质谱峰在脑胶质瘤组织中要比在正常脑组织中高表达。经过二级质谱鉴定后,发现有18个质谱峰鉴定为Sphingomyelin类的脂类,其中有6个质谱峰在正常脑组织中高表达,有12个质谱峰在脑胶质瘤组织中高表达。通过在细胞中对于Sphingomyelin的代谢物Ceramide的研究可以发现,紫外线和X射线能够促进Sphingomyelin的代谢,使Ceramide在细胞膜上的集聚增多,而药物地昔帕明和倒捻子素能够抑制Ceramide的产生。药物地昔帕明能够特异性的抑制与Ceramide相关的细胞膜上的受体IGF-1R的激活,同时,药物地昔帕明能够抑制PI3K/AKT信号通路上相关蛋白质的激活,可以抑制PI3K/AKT通路上信号的传导。结论和创新点:在我们的研究中,通过对脑胶质瘤组织和正常脑组织的MALDI质谱成像的分析,找到了在两种组织中差异表达的脂类,发现脂类Sphingomyelin在脑胶质瘤组织中比正常组织中高表达,通过细胞中的研究可以发现调控Sphingomyelin的代谢能够调控细胞膜上的受体IGF1R以及PI3K/AKT通路中相关蛋白的表达,因此,通过调控Sphingomyelin的代谢可以调控细胞信号的传导,可以作为脑胶质瘤新的治疗靶点。在研究中我们利用MALDI质谱成像的技术寻找到在脑胶质瘤组织和正常脑组织中差异表达的脂类,并对其进行了细胞中功能性研究,确定了 Sphingomyelin可以作为潜在的脑胶质瘤的治疗靶点,把蛋白质组学技术从科研基础研究引入到临床应用研究当中。