脑胶质瘤预后基因VAMP8在其发生发展和治疗中的作用及其分子机制

Glioma is the most malignant brain tumor, which varies greatly in curative efficacy and prognosis among patients. Hence, screening and studying the molecular mechanisms of its prognosis factors are of especial significance. After preliminary screening and validation in TCGA and tissue microarray of Chinese gliomas, this study found for the first time that VAMP8, a SNARE protein, had elevated expression in glioma and could be an independent chemotherapeutic effect and prognostic factor. By overexpressing or inhibiting its expression, VAMP8 could significantly change the proliferation rate and apoptosis phenotypes, implicating a potential potent role of VAMP8 in the development and treatment of glioma, which is related with autophagy in an unknown manner. So, while extending the number of glioma samples for further validation, this study plans to explore the epigenetic regulations of VAMP8; detect the phenotypic effects of VAMP8 on glioma; examine VAMP8 related signaling pathways and its interactive proteins. Furthermore, this study put emphasis on unveiling the roles of VAMP8 in autophagy and its mechanisms in the development and drug-resistance of glioma. Taken together, this study would provide new evidence for the clinical treatment and drugs' researching and developing of glioma.

脑胶质瘤是脑部最恶性的肿瘤，疗效和预后差异较大，亟需筛选和研究其预后因子及分子机制。本课题前期在国际TCGA数据库与中国人脑瘤组织芯片中进行研究，首次发现SNARE家族蛋白VAMP8在脑胶质瘤中表达水平显著升高，并且可以作为脑胶质瘤的独立化疗和预后因子，VAMP8基因的干扰和过表达能显著改变脑胶质瘤细胞增殖和凋亡表型，提示VAMP8在脑胶质瘤的发生发展和治疗中发挥重要作用，并与细胞自噬相关，但是其分子机制不明。为此，本课题在扩大样本验证的同时，拟阐明VAMP8表达升高的表观遗传机制；探究VAMP8在酸性及药物干预下对脑胶质瘤多方面的作用，揭示VAMP8改变的信号通路及其互作蛋白；并重点研究VAMP8如何通过细胞自噬途径参与脑胶质瘤发生发展和耐药的机制。该研究将为脑胶质瘤临床治疗和药物研发提供新的依据。

作为SNARE蛋白，VAMP8在许多细胞的正常生理活动中均发挥了重要的调控作用。然而，目前还没有任何报道揭示VAMP8在肿瘤发生发展以及临床治疗方面的重要作用。我们首次在中国人群的脑胶质瘤样本中进行了定量PCR及组织芯片检测VAMP8的表达并进行了生存期分析，通过CCK-8检测细胞的增殖与细胞毒性，自噬的检测可以通过共聚焦显微镜和Western blot检测。我们首次揭示了VAMP8基因作为脑胶质瘤的一个新的癌基因，可以指示脑胶质瘤患者的预后与化疗疗效。并首次指出SNARE蛋白VAMP8可以促进脑胶质瘤的增殖：过表达VAMP8基因可以促进脑胶质瘤细胞在体外以及体内水平的增长速率，而抑制VAMP8基因的表达可以减缓脑胶质瘤细胞的生长，这些结果揭示了SNARE蛋白在肿瘤中的潜在重要作用。同时，我们还发现，过表达VAMP8基因可以激活脑胶质瘤细胞内 AKT/mTOR 与 MEK/ERK 信号通路，而在VAMP8干扰组中，脑胶质瘤细胞的细胞周期阻滞在G0/G1期。同时在裸鼠皮下荷瘤模型中，我们发现相比空质粒对照组，VAMP8的过表达可以显著促进肿瘤的生长，并且Ki-67也具有较高的免疫活性；而抑制VAMP8表达之后，肿瘤的生长速率受到显著的抑制，Ki-67的免疫活性也显著降低。我们通过免疫印迹与激光共聚焦的方法发现替莫唑胺可以诱导脑胶质瘤细胞发生细胞自噬，增加VAMP8蛋白的表达水平；同时我们还发现过表达VAMP8可以提升脑胶质瘤细胞内自噬相关因子的表达水平并且增加细胞内自噬体的数量。提示我们在替莫唑胺的处理下，VAMP8可能通过促进自噬体与溶酶体的融合来提高细胞的自噬水平，从而增加脑胶质瘤细胞对替莫唑胺的耐受能力。为进一步发展针对VAMP8基因的临床治疗方案提供参考。