miR-328/SMO/GLI1解析脑胶质瘤中Hedgehog信号通路异常激活的新机制

Although aberrant activation of hedgehog signaling pathway has been observed in gliomas, the explicit regulatory mechanisms remain to be elucidated. The preliminary researches of our group demonstrated that SHH, SMO and GLI1, which are key components implicated in hedgehog signaling, were activated. Bioinformatics analysis revealed the existence of miR-328 binding site in SMO 3`UTR. The expression of miR-328 was negatively correlated with SMO. Meanwhile up-regulation of miR-328 inhibited SMO expression and hedgehog signaling transcriptional activity. Thus, we propose a scientific hypothesis that miR-328/SMO/GLI1 is a novel mechanism which could explain the aberrant activation of hedgehog signaling in gliomas. This research will establish glioma cell models with different states of miR-328 expression and use luciferase assay and western blot to confirm that SMO is a direct target of miR-328 and the effect of miR-328 on hedgehog signaling downstream factors. Further experiments in vitro and vivo are needed to verify the influence of miR-328 on gliomas biological behaviors. And Large-scale clinical cases are also needed to elucidate the predictive function of miR-328 and key moleculars of hedgehog signaling in gloma diagnosis and prognosis. Our research will provide a novel mechanism to expound abnormal activation of hedgehog signaling and a novel approach for clinical gliomas targeted therapies.

Hedgehog信号在胶质瘤中激活，但缺乏明确的调控机制。课题组前期发现SHH、SMO和GLI1等在胶质瘤中激活；生物信息学分析SMO的3`UTR有miR-328结合位点；miR-328的表达与SMO负相关；上调miR-328抑制SMO表达及Hedgehog信号通路的转录活性。因此我们提出科学假说"miR-328/SMO/GLI1解析脑胶质瘤中hedgehog信号通路异常激活的新机制"。本课题拟建立miR-328不同表达状态细胞模型,应用荧光素酶实验验证SMO是miR-328的靶点，western blot检测miR-328对hedgehog下游因子的影响；进一步拟体内外功能实验验证miR-328对胶质瘤生物学行为的影响；大规模病例探究miR-328与信号通路关键节点在胶质瘤诊断和预后中的指导作用。本研究可为明确胶质瘤中hedgehog信号通路异常激活的新机制，为胶质瘤靶向治疗提供新依据。

本项目已按计划完成所有研究内容，取得创新型研究成果，其中研究内容主要集中在以下几个方面：课题组发现SHH、SMO和GLI1等在胶质瘤中过度激活；生物信息学分析SMO的3`UTR有miR-326结合位点；miR-326的表达与SMO负相关；上调miR-326抑制SMO表达及Hedgehog信号通路的转录活性，并抑制胶质瘤的干细胞干性增加姜黄素敏感性。另外通过靶点预测等分析方法、荧光素酶报告质粒以及多种分子生物学实验，发现miR-338通过特异性结合PKM2的mRNA的3’UTR区域，从而阻滞后者于β-Catenin结合、降低T细胞因子等多种分子的转录活性。MiR-338也能抑制PKM2的表达，抑制胶质瘤细胞生长，在小动物实验中延长生存期。本项目研究成果共参与会议交流多次，并作为大会汇报项目。在本项目资助下，发表SCI收录论著17篇，最高影响因子为9.6，5分以上文章共有11篇，并有多篇在投。同时，以本项目研究为中心，我课题组扩充脑胶质瘤数字化生物样本库，收集、扩充并检测胶质瘤肿瘤样本，构建原代肿瘤细胞系，完善已有的中国人群脑胶质瘤数据库，为国内外应用研究和临床治疗提供稳定的验证平台非编码RNA—lncRNA NRAT1在胶质瘤恶性表型进展过程中起到重要作用，它能够通过结合EZH2改变组蛋白甲基化水平，进一步影响Axin2和GSK3β在细胞内的活性，从而通过改变β-Catenin的磷酸化水平达到影响胶质瘤细胞生物学行为的目的。在分析胶质瘤细胞转录组和基因组数据过程中，发现IGFBP2表达水平和胶质瘤级别正相关，并且在IDH1突变的胶质瘤中低表达。胶质瘤中不同IGFBP2表达水平，具有不同的基因水平的变异，重要变异例如1p/19q联合突变、7号染色体扩增伴10号染色体缺失等。针对这些拷贝数变异位点，以不同IGFBP2表达水平分组分析其与胶质瘤重要分子的相关性。