ETV2 在神经胶质母细胞瘤内皮转分化过程中的作用机制研究

Glioblastoma is an extraordinarily malignant primary tumor, which is characterized with high invasion ability and extensive vasculature phenotype, and the effect of traditional anti-angiogenesis therapy for GBM is only transient and has no benefit to the overall survive rate for patients. Recently, people found transdifferentiation of GBM tumor cells into endothelial cells (ECs) mainly mediated the vascularization of GBM tumor, however the key regulator involving in the endo-transdifferentiation is still unclear. ETV2 transcription factor is a key gene regulating the endothelial cells differentiation in development, here, we found ETV2 was specifically highly expressed in the clinical GBM tumor vessels and neighboring tumor cells, and over expression of ETV2 in culturing GBM tumor stem cells can efficient convert tumor cells into ECs, suggesting a pivotal role of ETV2 in the GBM endo-transdifferentiation process. In this project, we will further use zebrafish and mice GBM tumor model, RNA-Seq and Chip-Seq results to comprehensively analyze the function of ETV2 in GBM endo-transdifferentiation and the underlying mechanism, providing a theoretical basis for anti-endogenous vascularization of GBM tumor.

神经胶质母细胞瘤（Glioblastoma，GBM）恶性程度高，局部侵润能力强，尽管肿瘤血管丰富，目前抗血管治疗对于病人生存期的延长效果甚微。研究发现，GBM肿瘤干细胞直接转分化为血管内皮细胞是其血管化的重要方式，可能是导致目前抗血管治疗效果不佳的主要原因，然而其发生的分子机制仍不清楚。 ETV2转录因子是发育时期内皮细胞分化的一关键基因，我们前期研究发现，ETV2特异的高表达于GBM临床肿瘤标本的血管及周围肿瘤细胞，且过表达ETV2能使GBM肿瘤干细胞转分化为血管内皮细胞，提示ETV2可能在GBM肿瘤内皮转分化过程中具有重要作用。本项目中，我们将在此基础上利用斑马鱼和小鼠等胶质瘤动物模型，并综合运用RNA-Seq和Chip-Seq等技术系统研究ETV2介导肿瘤细胞内皮转分化的作用，阐释ETV2控制肿瘤细胞内皮转分化的分子调控网络，为设计有效的抗内源性GBM肿瘤血管治疗方案奠定理论基础。

神经胶质母细胞瘤(Glioblastoma,GBM)恶性程度高，局部侵润能力强，尽管肿瘤血管丰富，目前抗血管治疗对于病人生存期的延长效果甚微。研究发现，GBM肿瘤干细胞直接转分化为血管内皮细胞是其血管化的重要方式，可能是导致目前抗血管治疗效果不佳的主要原因，然而其发生的分子机制仍不清楚。. 通过在体外细胞以及斑马鱼动物模型中条件性高表达Ets结构域转录因子——ETV2，该研究中我们发现ETV2可有效的诱导神经干细胞以及GBM肿瘤细胞转分化为功能性内皮细胞。通过定量PCR, Western-Blot及免疫组化染色等技术，研究团队综合分析了数十例神经胶质母细胞瘤（GBM）临床样品的基因及蛋白表达情况，在超过90%的临床GBM肿瘤标本中（37例阳性，共41例）都检出了ETV2表达，且多色免疫荧光染色结果显示ETV2特异的表达于肿瘤血管与血管周边肿瘤细胞。通过CRISPR/Cas9基因敲除技术，研究团队发现在敲除GBM肿瘤细胞的Etv2基因之后，移植到小鼠体内的GBM肿瘤细胞不再具有转分化形成内皮细胞能力，肿瘤整体血管新生能力减弱，肿瘤生长进程减缓。. 最后通过RNA-Seq及Chip-Seq对ETV2转录因子诱导的内皮转分化分子作用网络分析结果显示，Etv2可通过直接结合的方式抑制Wnt3a以及Gsx1基因表达，进而抑制神经干细胞向神经相关细胞分化。另外，已有研究表明：几乎所有与内皮细胞分化相关重要转录因子，如fli1a，Sclα等都可被Etv2基因直接调控并上调。综上所述，本研究揭示了Etv2基因在恶性胶质瘤肿瘤细胞内皮转分化过程中的关键作用，提示其可能是良好的抑制内源性GBM肿瘤血管生成的潜在靶点。