胶质母细胞瘤（glioblastoma,GBM）是成人中最常见的原发性恶性脑肿瘤,尽管对患者进行积极的治疗,包括手术切除、化疗和放疗等,但是,患者的预后仍然非常糟糕,中位生存期仅12-18个月。GBM高死亡率的主要原因在于这些肿瘤常浸润扩散到邻近的脑组织,在不影响正常脑功能的情况下是不可能完全切除的。另外,大量分子水平上的研究结果表明GBM干细胞（glioblastoma stem cell,GSC）是引起抗癌药物耐药性、放疗抵抗性、侵袭和扩散的关键原因细胞。然而,GSC侵袭的机制仍不完全清楚,尚处于初级阶段。为了确定在GBM侵袭中发挥关键作用的靶基因,我们对GBM患者手术分离的肿瘤核心病变区域（tumor core）与肿瘤边缘区域（surrounding peripheral tissue）对比的单细胞转录组测序结果进行了更深一步的分析,发现丝裂原活化蛋白激酶（mitogenactivated protein kinase,MAPK）信号通路是在肿瘤边缘区域高激活的三个信号通路之一。因其属于蛋白激酶易于靶向,我们选择MAPK信号通路作为潜在的GBM侵袭调节通路进行了下一步的分析。在胶质瘤基因组学数据库（REMBRANDT database）中,我们发现丝裂原激活蛋白激酶激酶激酶1（mitogen-activated protein kinase kinase kinase 1,MAP3K1）是MAPK信号通路28个基因中在GBM表达最高的基因。此外,GBM患者中MAP3K1的高转录水平与不良预后显著相关。因此,我们确定MAP3K1是潜在的调节GBM侵袭的关键靶基因。为了验证MAP3K1基因对GSC调控GBM侵袭的作用,我们对实验室保有的两株侵袭型GSC进行了MAP3K1基因沉默,通过GSC细胞增殖、干性、transwell侵袭和体内实验验证MAP3K1是否可以调控GBM侵袭。通过细胞增殖实验和有限稀释法,发现在GSC中沉默MAP3K1基因后,GSC的增殖能力和干性显著受到抑制。另外,细胞侵袭实验结果表明,GSC沉默MAP3K1基因会明显抑制其细胞侵袭能力。为进一步验证MAP3K1基因对体内成瘤及侵袭的影响,我们构建了原位GBM动物模型。将沉默MAP3K1基因的GSC和对照细胞注射到小鼠头部构建原位GBM小鼠模型后,我们发现GSC MAP3K1基因沉默后小鼠肿瘤体积及从注射位点向另一脑半球侵袭的细胞数量明显减少。同时,通过对小鼠生存周期分析,发现GSC MAP3K1基因沉默处理组的小鼠生存周期得到了显著延长。因此,以上体内外实验表明了MAP3K1是调节GSC侵袭的关键基因。为进一步验证MAP3K1基因对GSC侵袭的调控机制,我们对CPTAC（clinical proteomic tumor analysis consortium,CPTAC）数据库中GBM磷酸化蛋白质组数据进行分析,发现MAP3K1和c-JUN在GBM中的蛋白水平明显高于正常组织,同时phosphoJUN-Ser63在GBM中的表达水平也显著高于正常组织,且c-JUN与phospho-JUN-Ser63呈显著正相关。同时发现phospho-JUN-Ser63磷酸化水平高的GBM患者预后明显差。这些结果表明MAP3K1可能通过c-JUN及其下游Ser63位点磷酸化来调控GBM的侵袭。我们通过MAP3K1基因沉默和c-JUN小分子抑制剂证明,MAP3K1可以通过c-JUN信号调控GSC侵袭。综上所述,本论文研究表明沉默MAP3K1基因对GSC的增殖、干性和侵袭性影响显著,并且在GSC细胞中MAP3K1基因是通过c-JUN信号通路来调控其增殖、干性和侵袭能,这些结果表明MAP3K1可能成为治疗侵袭型GBM的重要靶点。