脑干胶质瘤(Brainstem glioma,BSG)是儿童颅内肿瘤患者的最主要死因,但是成人型BSG却在发病率、恶性程度、侵袭性诸方面远低于儿童型BSG,预后较佳。故研究二者差异性的形成是理解BSG的关键。对miRNA的研究可以更深层、更全面地揭示两种BSG在基因分子水平上的重大差异。另外,肿瘤细胞的"免疫逃逸",可能就是造成两种BSG的差异性以及儿童型BSG发病的主要机制,免疫治疗可在一定程度上抑制这一过程。课题预实验筛选出miR-106b和miR-20a是儿童型BSG区别于成人型的特征性miRNA,本项目拟研究这两种miRNA通过调控NKG2D途径介导"免疫逃逸"这一机制在形成儿童型和成人BSG差异性中的作用,这将是miRNA调控胶质瘤的新机制,而儿童型BSG就是这种新机制的产物,本课题有望为控制这一严重威胁儿童生命的疾病提供全新的思路和科学依据。
pediatric brain tumor;malignant glioma;miRNA;NKG2D;immune evasion
脑干胶质瘤(brainstem gliomas,BSG)是儿童期最常见的实体性肿瘤之一,占儿童全部颅内肿瘤的15-20%,构成了儿童颅内肿瘤患者的主要死因之一。值得注意的是,成人BSG患者却极为罕见,仅占成人胶质瘤中约2%,并在恶性程度、侵袭性诸方面远低于儿童型BSG,预后较佳。故研究二者差异性的形成可作为深入理解儿童BSG的切入点。 miRNA作为不同信号通路之间交互调控的节点,对其研究可以更深层、更全面地揭示两种BSG在基因分子水平上的重大差异。我们于2008年使用C6细胞成功建立了这两类BSG的原位动物模型,充分模拟了上述儿童型和成人型BSG在恶性程度、侵袭模式和疾病预后方面的巨大差异。本研究中,我们使用人脑胶质瘤细胞和去胸腺大鼠改良上述方法,并利用微阵列芯片研究两种BSG的miRNA表达谱及二者差异性表达的miRNA,两个组别中共检测到有216个miRNA表达,以成人型BSG为比照,儿童型BSG中3.5倍以上差异表达上调的10个、下调的29个。其中差异最明显的为miR-20a和miR-106b,将二者在两种BSG的人体肿瘤标本中进行qRT-PCR和原位杂交验证,结果提示芯片结果适用于人类。miR-20a属于miR-17~92基因簇,其同源基因簇miR-106b~25则包含miR-106b,高度提示miR-20a和miR-106b二者在儿童型BSG恶性进展中可能具有密切的相互联系。我们前期实验提示儿童宿主较成人宿主为BSG肿瘤细胞提供了更适宜的宿主微环境。本实验中,我们结合生物信息学结果,证实在胶质瘤中MICA是miR-20a和miR-106b的共同作用靶点,同时还发现MICA在儿童型BSG中明显低于成人型BSG。MICA是NKG2D的配体,后者是NK细胞最重要的活化受体。通常当细胞癌变时,NKG2D的配体被诱导上调激活而与NK细胞表面的NKG2D结合,进而启动免疫细胞对肿瘤细胞的杀伤。通过体内外试验我们证实,异常增多的miR-20a和miR-106b抑制了儿童型BSG中MICA的表达,使得NK细胞表面的NKG2D无法识别儿童型BSG细胞,导致肿瘤细胞对免疫攻击发生“逃逸”。由此,我们认为miR-20a和miR-106b通过调控NKG2D途径以介导的“免疫逃逸”,可能就是造成儿童型 BSG形成异于成人型 BSG 的显著恶性程度的主要机制。