GRP78调控JAK2-STAT3信号通路在胶质瘤干细胞间充质表型转化中的作用及机制研究

Glioblastoma (GBM) is characterized by a significant heterogeneity that contains Proneural（PN）and Mesenchymal（MES）glioma stem-like cells (GSCs). The transdifferentiaiton of PN to MES plays an important role in recurrence and radioresistance of GBM. To further study the underlining mechanism of MES transdifferentiaiton will provide a new sight for the treatment of GBM. GRP78 is a stress-induced chaperone that is involved in regulation of the malignant progression of many tumors. Our previous study found that GRP78 is closely correlated to MES transdifferentiaiton of GSCs and knockdown of GRP78 can suppress the radioresistance and tumorigenicity of MES GSCs. Moreover, targeting cytomembrane surface GRP78 of MES GSCs prohibit the activity of MES transdifferentiation - related transcription factors STAT3. Therefore, we hypothesize that: overexpression of GRP78 in GSCs activates downstream JAK2-STAT3 pathway through cytomembrane surface GRP78, which promotes the MES transdifferentiation of GSCs involved in the malignant progression of GBM. In order to provide a new target for the treatment of GMB, PN and MES GSCs were used to explore the mechanism of GRP78 on MES transdifferentiation of GSCs through various experiments, for example, gene transfection, specific antibody blocking and intracranial tumorigenesis in mice.

胶质母细胞瘤（GBM）具有显著异质性的特征，其含有前神经元（PN）和间充质（MES）两种表型的胶质瘤干细胞（GSCs），而PN向MES表型的转化是GBM复发和获得放疗耐受的重要原因之一。GRP78是压力诱导分子伴侣，参与调节多种肿瘤的恶性进展。我们的前期研究发现，GRP78与GSCs MES表型转化密切相关，沉默GRP78可降低MES表型GSCs放疗耐受和体内成瘤能力；靶向GSCs细胞膜表面GRP78减弱MES表型转化相关转录因子STAT3活性。据此，我们提出假设： GSCs高表达GRP78，通过细胞膜表面GRP78激活下游JAK2-STAT3通路，促进GSCs MES表型转化发生，进而参与GBM的恶性进展。本研究利用PN和MES表型GSCs，通过基因转染、特异抗体阻断和小鼠颅内成瘤等实验方法研究GRP78对GSCs MES表型转化的作用和机制，以期为GMB的治疗提供新的靶点。

胶质母细胞瘤（GBM）具有显著异质性的特征，其含有前神经元（PN）和间充质（MES）两种表型的胶质瘤干细胞（GSCs），GSCs PN向MES表型的转化（PMT）是GBM复发和放疗耐受的重要原因之一。GSCs被认为是胶质瘤的初始细胞，在GBM恶性生物表型转化中起到决定性的作用，因此，深入探究GSCs PMT的潜在分子调控机制能够为GBM提供新的治疗靶点。.主要研究内容包括以下两部分：.1、细胞膜表面GRP78（csGRP）维持GSCs MES恶性表型和放疗抗性作用的研究.GRP78参与调节多种肿瘤的恶性进展，其在GSCs PMT中的调控作用尚无研究报道。我们的研究发现：总GRP78表达量与MES GSC干性指标密切相关，csGRP78在MES GSCs中显著高表达。靶向 csGRP78抑制 MES GSCs 的自我更新和放疗抗性，同时下调STAT3、NF-κB和C/EBPβ信号通路。结合质谱分析结果，我们进一步揭示了csGRP78通过溶酶体降解途径调节下游β位点APP切割酶2 (BACE2)的表达。敲除 BACE2减弱NF-κB 和 C/EBPβ通路活性，并显著抑制MES GSCs的肿瘤发生能力和放疗抗性。结论：csGRP78在GSCs MES表型维持中起关键调节作用，用特异性抗体阻断MES GSCs中的csGRP78可能是一种新的GBM治疗策略。.2、M2型巨噬细胞外泌体影响GSCs PMT表型转化的机制研究.肿瘤免疫微环境中M2型巨噬细胞在GBM恶性进展中发挥重要作用，并且能够通过微小细胞外囊泡(sEV)促进GSC PMT，然而其促进GSCs PMT的调控机制尚不明确。我们的研究发现：单核细胞衍生的M2型巨噬细胞sEV将miR-27a-3p、miR-22-3p和miR-221-3p 转移到GSCs中，这些miRNAs通过同时靶向CHD7促进了PMT。同时，我们发现CHD7在维持GSCs PN表型中起关键作用，并且敲除CHD7能够通过RelB/P50和p-STAT3信号通路促进GSCs PMT。在体内实验中，含有miR-27a-3p、miR-22-3p和miR-221-3p的sEV诱导GSCs PMT， 增强了放疗抵抗，从而降低了裸鼠的生存期。结论：M2型巨噬细胞来源的sEV在GSCs PMT中发挥着重要的调控作用，同时CHD7是一种潜在PMT抑制分子。