短蛋白聚糖(Brevican)是近年来新发现的一种中枢神经系统特有的硫酸软骨素蛋白聚糖,是脑内最丰富的细胞外基质(ECM)成份之一,在恶性胶质瘤发生时呈特异的高度表达。通常情况下,神经系统的ECM由不利于细胞迁移的透明质酸(HA)等构成骨架,是中枢神经细胞生长、迁移的屏障。但是,胶质瘤发生时,与HA结合的Brevican却表达上调,并促进了胶质瘤的侵袭、蔓延生长;目前Brevican的具体作用及机制尚未明确。本研究采用免疫组织化学技术、模式生物斑马鱼的移种肿瘤以及胶质瘤细胞系RNA干扰等手段,对不同恶性程度的胶质瘤组织中Brevican表达情况分析、斑马鱼胶质瘤形成过程进行全程实时监控、细胞Brevican基因干扰后粘附、侵袭能力改变等进行研究,以阐明Brevican在胶质瘤形成中的具体作用及其与恶性程度、侵袭之间的关系,为明确Brevican作为胶质瘤的肿瘤标志以及胶质瘤的防治奠定基础。
Brevican;malignant glioma;RNA interference;tumorigenicity;
本课题首系统地检测了Brevican分子在脑胶质瘤及良性对照组(脑膜瘤和无激素垂体瘤)中的表达特征,揭示了Brevican表达与脑胶质细胞瘤之间存在的关联,特别是其与病理分级、分化程度和侵袭程度的关系。我们发现,Brevican的表达主要定位于胶质瘤细胞的细胞浆和细胞周围即细胞外基质中,弥漫表达,呈均质状或细颗粒状。在良性对照组中表达量(22.5%,9/40)很低,而在胶质瘤中表达水平则较高,阳性率可达68.3%(41/60),而且随着胶质瘤恶性程度(从I级的毛细胞型胶质瘤至IV级的胶母型胶质瘤)的提高,其阳性率逐级增高,且免疫组化的阳性积分也逐级升高。建立了Brevican稳定过表达igzbiaoda下调的U251-Brevican(“TU251细胞”)和293T-Brevican细胞株。实验发现U251-Brevican表达上调细胞的迁移能力明显增强。同时在Brevican knockdown的细胞,CCK-8和克隆形成试验均证明其增殖能力下降;细胞免疫荧光显示细胞之间的伸展能力下降,进一步通过损伤修复试验(Wound-healing assay)也证实其蔓延能力明显较对照组降低;穿透Marigel的能力也变弱。研究发现,在Brevican表达抑制的TU251细胞被EGF激活后,Erk1/2、JNK磷酸化水平都由于Brevican的表达下调而低于相应对照组的TU251-ShDNA mock细胞,表明Brevican参与了对MAPKs磷酸化的调节;同时,我们的实验也表明,Brevican knockdown 细胞中Akt的磷酸化水平也明显低于对照的TU251-ShDNA mock细胞。这很有可能是通过上游的Akt信号通路活性受到抑制而起作用。建立了Brevican抑制表达的细胞(TU251- pSuper- ShDNA 2 细胞)和对照组(TU251-pSuper-ShDNA mock、TU251未处理)细胞株,通过皮下接种,观察、比较这两组之间致瘤性的差别。脑胶质瘤动物体内成瘤实验表明, RNA干扰后,Brevican表达下调,Brevican蛋白水平降低与胶质瘤的形成、扩展的密切密切相关。本课题的研究成果表明,Brevican有望成为有效的脑胶质细胞瘤诊断标记物和基因治疗靶点。