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目的大脑和脊髓胶质细胞产生癌变所引起的脑胶质瘤,是中枢神经系统中最常见的恶性肿瘤之一,与人体其他系统肿瘤相比预后较差,且只有最长不超过2年的中位生存期,并且其发病率在近几年来有逐渐上升的趋势。虽然手术是目前治疗脑胶质瘤的主要手段,但是肿瘤组织却无法完全的切除,而放化疗对于胶质瘤的治疗具有一定的疗效,但也存在一定的副作用,限制了治疗效果,所以胶质瘤仍然具有很高的转移和复发率,病人预后很差。因此,对于脑胶质瘤的发生、发展机制研究,以及寻找其治疗的新靶点和新策略至关重要。自2008年,Parsons等使用高通量测序技术最先检测到了脑胶质瘤中存在IDH1(异柠檬酸脱氢酶基因1)突变以来,不断有研究发现这种突变与胶质瘤的诊断与治疗以及患者预后的评价都存在较高的相关性。因此对IDH1突变的研究已成为胶质瘤中的研究热点之一。目前,不少研究已经证实脑胶质瘤患者中IDH1基因突变,尤其是R132H型突变,能够明显改善患者预后。然而,这种现象的分子机制还不是很清楚。已有报道显示IDH1突变主要是通过代谢过程来影响患者的预后,而IDH1突变对胶质瘤免疫微环境的影响的研究较少。肿瘤微环境主要是指在肿瘤发生和进展过程中,肿瘤细胞依存的复杂环境,包括肿瘤细胞及多种细胞因子、趋化因子、基质细胞等。肿瘤微环境中,特别是肿瘤的免疫微环境,同时含有抑制肿瘤以及促进肿瘤的免疫细胞和分子,在肿瘤的发生、发展、转移以及预后诊断的过程中起到重要的作用。本课题的主要任务是研究IDH1突变是如何影响胶质瘤免疫微环境,进而改善患者的预后,最终为IDH1-R132H突变患者的肿瘤免疫治疗提供潜在的治疗靶点。方法利用TCGA、CGGA两个数据库分析IDH1野生型和IDH1-R132H突变型患者预后的差异;利用数据库筛选IDH1野生型与IDH1-R132H突变患者表达有差异的免疫细胞以及细胞因子,收集临床组织标本进行验证;利用Kaplan-Meier生存分析方法分析脑胶质瘤患者CD56的表达与生存预后的关系;体外构建IDH1-WT和IDH1-R132H杂合型突变细胞系,并通过Western-Blot以及质谱验证;体外培养扩增健康人血来源的NK细胞分别与野生型和突变型细胞系培养上清共孵育,检测两组NK细胞凋亡的差异;Transwell实验验证两株细胞系招募NK细胞的差异;临床组织标本筛选以及数据库验证招募NK细胞有关的趋化因子,并在细胞系水平上使用荧光定量PCR法以及Western-Blot进行检测;通过流式检测技术验证趋化因子CX3CL1受体CX3CR1在野生型和突变型胶质瘤组织中表达差异;通过Western-Blot技术等分析胶质瘤IDH1-R132H突变上调趋化因子CX3CL1的分子机制;数据库和临床标本分析全部脑胶质瘤患者以及其中IDH1-R132H突变的患者CX3CL1与CD56表达的相关性,以及CX3CL1表达的高低与患者预后的关系;最后使用CRISPR-Cas9介导的基因组编辑技术,敲除脑胶质瘤U87细胞系IDH1基因,并构建敲除本底IDH1表达的IDH1-R132H纯合突变型细胞系。结果1、TCGA、CGGA两个数据库证实了IDH1-R132H突变能够改善胶质瘤患者的预后。2、构建了过表达IDH1野生型和IDH1-R132H突变型质粒,转染U87细胞系,成功构建了过表达IDH1野生型和IDH1-R132H杂合突变型细胞系。3、数据库分析、组织标本以及体外细胞系Transwell实验得出结论:胶质瘤IDH1-R132H突变能够导致肿瘤局部NK细胞的累积,进而改善患者的预后。4、数据库分析、组织标本以及细胞系水平上验证IDH1-R132H突变是通过上调趋化因子CX3CL1,从而促进NK细胞向肿瘤组织趋化。5、IDH1-R132H突变代谢物2-HG能够促进磷酸化NF-κB的表达,进而上调趋化因子CX3CL1表达。6、数据库以及临床标本验证出在全部胶质瘤患者和IDH1-R132H突变患者中CX3CL1与CD56表达具有较高的相关性。7、利用CRISPR-Cas9介导的基因组编辑技术成功获得了IDH1基因敲除的脑胶质瘤U87细胞系,并构建了敲除本底IDH1表达的IDH1-R132H纯合突变型细胞系,为后续进一步深入研究奠定了基础。结论脑胶质瘤IDH1-R132H突变能够通过调控肿瘤免疫微环境进而改善患者预后。IDH1-R132H突变代谢物2-HG促进p-NF-κB的表达,使趋化因子CX3CL1的表达上调,从而招募更多的NK细胞到肿瘤组织部位,改善患者预后。另外,IDH1-R132H突变患者的NK细胞免疫治疗提供了新的思路。