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胶质母细胞瘤（glioblastoma,GBM）是最常见的原发性中枢神经系统恶性肿瘤,预后极差。研究表明,肿瘤相关巨噬细胞（tumor-associated macrophage,TAM）是胶质母细胞瘤微环境中浸润数目最多的免疫细胞,可通过高分泌细胞因子如TGF-β1、PTN等促进胶质母细胞瘤恶性进展。除此之外,TAM还可能与肿瘤细胞发生杂交从而影响肿瘤的多种生物学行为。然而,TAM与胶质母细胞瘤细胞杂交（TAM-GBM细胞杂交）是否存在,以及其在胶质母细胞瘤中的生物学作用及机制尚不清楚。另一方面,胶质母细胞瘤起源于神经胶质细胞或神经胶质前体细胞,其发生发展受多基因的调控。筛选调控胶质母细胞瘤发生发展的关键基因,并建立一个可用于胶质母细胞瘤预后预测的多基因风险评分模型具有十分重要的临床意义。因此,本研究包括以下两部分内容:第一部分肿瘤相关巨噬细胞与胶质母细胞瘤细胞杂交促胶质母细胞瘤侵袭及机制本部分从细胞杂交的角度出发,研究TAM-GBM细胞杂交是否存在,TAM-GBM杂交细胞的转录组特征,以及TAM-GBM细胞杂交对胶质母细胞瘤侵袭的影响及机制。其主要的研究方法、结果及结论如下:1.胶质母细胞瘤中存在TAM-GBM细胞杂交（1）采用流式分析和免疫荧光对胶质母细胞瘤临床样本进行检测,结果显示胶质母细胞瘤临床样本中存在TAM-GBM杂交细胞,比例为1.35%1.96%;杂交细胞同时表达胶质母细胞瘤标记物(GFAP、PDGFRα和IDH1R132H)与巨噬细胞标记物（CD68和CD14）,并且杂交细胞的细胞核数量具有异质性,含13个细胞核不等。（2）采用流式检测、免疫荧光和荧光原位杂交对胶质母细胞瘤原位移植瘤进行分析,结果显示胶质母细胞瘤原位移植瘤中存在TAM-GBM杂交细胞,比例为1.91±0.01%;杂交细胞同时表达胶质母细胞瘤荧光标记RFP与小鼠巨噬细胞标记物CD11b,并且其在性别错配原位移植瘤（雌性来源的胶质母细胞瘤细胞原位注射于雄性C57BL/6小鼠）中的性染色体核型以“XXY”或“XXXY”多倍体为主。（3）采用流式检测、免疫荧光和EdU（5-ethynyl-2′-deoxyuridine）标记细胞核对TAM-GBM共培养体系进行分析,结果显示共培养体系中存在TAM-GBM杂交细胞,杂交效率与两种细胞共培养比例有关,以胶质母细胞瘤细胞比巨噬细胞的比例为1:4达最佳（相应杂交效率为1.20±0.02%）;杂交细胞共表达胶质母细胞瘤荧光标记RFP和巨噬细胞荧光标记GFP;在EdU标记的巨噬细胞-EdU未标记的胶质母细胞瘤细胞共培养体系中,以及在EdU未标记的巨噬细胞-EdU标记的胶质母细胞瘤细胞共培养体系中,均可检测到同时含1个EdU阳性细胞核和1个EdU阴性细胞核的杂交细胞。2.TAM-GBM杂交细胞的转录组特征采用转录组测序、生物信息学技术、实时荧光定量PCR等研究手段对TAM-GBM杂交细胞的转录组特征进行了分析,结果显示TAM-GBM杂交细胞形成了不同于两种亲本细胞的独特的转录组特征,其含有39个相对于两种亲本细胞均显著上调的基因和39个相对于两种亲本细胞均显著下调的基因;GO（Gene Ontology）与KEGG（Kyoto Encyclopedia of Genes and Genomes）通路富集分析显示TAM-GBM杂交细胞在趋化因子介导的信号通路、JAK-STAT信号通路等多条通路上呈显著富集。3.TAM-GBM细胞杂交促进胶质母细胞瘤侵袭我们采用了体外Transwell侵袭实验对TAM-GBM杂交细胞和亲本胶质母细胞瘤细胞的侵袭能力进行了比较,结果显示TAM-GBM杂交细胞具有比亲本胶质母细胞瘤细胞更强的体外侵袭能力;通过对胶质母细胞瘤组织切片进行免疫荧光染色,并对比TAM-GBM杂交细胞在胶质母细胞瘤组织侵袭前沿与肿瘤核心区域的分布情况,我们发现相比于肿瘤核心区域,肿瘤侵袭前沿区域具有更多的TAM-GBM杂交细胞,提示TAM-GBM细胞杂交可促进胶质母细胞瘤侵袭。4.TAM-GBM细胞杂交促胶质母细胞瘤侵袭机制的初步探讨我们对TAM-GBM杂交细胞和亲本胶质母细胞瘤细胞进行了胶质瘤侵袭相关基因的富集分析,结果显示胶质瘤侵袭相关基因在TAM-GBM杂交细胞中呈显著富集（NES=1.65,p<0.001）（NES,normalized enrichment score）。进一步采用了实时荧光定量PCR和流式检测对基因富集分析的结果进行验证,结果显示相比于亲本胶质母细胞瘤细胞,Hgf、Tmsb4x、St3gal1、Mmp13、Adam8和Cxcr4等侵袭相关基因在TAM-GBM杂交细胞中显著高表达,提示胶质瘤侵袭相关基因可能介导了TAM-GBM细胞杂交的促侵袭作用。第二部分多基因风险评分在胶质母细胞瘤中预后价值本部分从胶质母细胞瘤受多基因调控的角度出发,筛选调控胶质母细胞瘤发生发展的关键基因,并建立可用于胶质母细胞瘤预后预测的多基因风险评分模型。其主要的研究方法、结果及结论如下:1.胶质母细胞瘤差异基因的筛选及多基因风险评分模型的建立（1）我们首先分别对TCGA和GEO数据库中的胶质母细胞瘤数据集进行了差异分析,然后再对来自不同数据集的差异分析结果取交集,结果显示相比于正常脑组织,胶质母细胞瘤含有483个差异显著的上调基因和765个差异显著的下调基因。（2）上述差异基因行单因素和多因素COX回归分析,结果显示,OSMR、HOXC10、SCARA3和SLC39A10的表达水平与胶质母细胞瘤患者预后最为相关,其中差异上调基因OSMR、HOXC10和SCARA3与患者预后呈负相关（hazard ratio>1,p<0.05）,差异下调基因SLC39A10与患者预后呈正相关（hazard ratio<1,p<0.05）。（3）Western blot验证了OSMR、HOXC10和SCARA3在胶质母细胞瘤中高表达,而SLC39A10在胶质母细胞瘤中低表达。（4）基于OSMR、HOXC10、SCARA3和SLC39A10的基因表达水平和多因素COX回归系数,我们建立了胶质母细胞瘤的多基因风险评分模型。2.多基因风险评分在胶质母细胞瘤中的预后价值评估（1）我们采用了Kaplan-Meier曲线和log-rank检验分别在TCGA和GEO胶质母细胞瘤数据集中对多基因风险评分的预后价值进行了评估,结果均显示多基因风险评分对患者生存时间有显著影响,风险评分越高,患者预后越差;进一步行单因素和多因素COX回归分析,结果显示多基因风险评分可作为胶质母细胞瘤患者的独立预后指标。（2）多基因风险评分联合胶质母细胞瘤IDH突变状态或表达谱亚型能更加具体、准确地预测不同亚组胶质母细胞瘤患者的预后:风险评分高且为IDH野生型的胶质母细胞瘤患者预后差,风险评分高且为间质型胶质母细胞瘤的患者预后也差。