miR-504/FZD7介导胶质瘤干细胞间质表型转化及化疗耐药机制研究

The clinical significance of transformation to mesenchymal phenotype during the evolution of glioma is unknown. Recently, studies considered that the equilibrium between mesenchymal and proneural glioma stem cells within a heterogeneous tumor population is driven by spontaneous interconversion between these phenotypes. However, what induce this transition that leading tumor drug resistance is unknown. We proved that mesenchymal-glioma stem cells specially expressed low level of miR-504, and we found in our several advanced study that miR-504 barely expressed cells performed more resistance to drug and became reproliferative and exhibited mesenchymal significance; a Wnt pathway receptor, FZD7 is a potential target of miR-504, and FZD7 is critical for the maintenance of MES GSCs. Thus, we put forward the scientific hypothesis: miR-504 regulated FZD7 heterogeneity of glioma stem cells and induced drug resistance through Wnt dependent mesenchymal transformation. This project aims to study the potential roles of miR-504 in glioma acquired drug resistance, we designed to use CRISPR-Cas9-lentivirus and orthotopic intracranial tumor transplanted model in mice to study whether miR-504 could regulate FZD7 expression and the state of cancer stem cells, inducing drug resistance. In conclusion, this project will study the role of cancer stem cell and provide an experimental basis for overcoming clinical drug resistance.

胶质瘤干细胞间质表型转换是替莫唑胺治疗耐药的重要机制。最新研究发现胶质瘤干细胞可自发性或诱导性在间质表型/前神经元表型间转换。然而，导致间质表型转换进而产生耐药这一过程又是何种机制介导？申请者前期分离纯化了多株可稳定传代的胶质瘤干细胞，并证实miR-504在间质亚型中特异性低表达，进一步研究发现miR-504低表达组细胞对药物不敏感且撤药后细胞恢复增殖状态及间质表型特征；Wnt通路受体FZD7是miR-504的靶基因，且FZD7可以促进胶质瘤干细胞间质表型的转换。据此，我们提出假设：miR-504通过靶向FZD7抑制Wnt通路传导，调控间质表型转换进而介导药物敏感性改变。本项目拟采用CRISPR-Cas9慢病毒工具、小鼠颅内原位成瘤等技术研究miR-504能否通过调控FZD7表达及干细胞功能状态转变诱导药物敏感性改变，以期发现肿瘤干细胞参与的获得性耐药机制，为克服临床耐药提供新的实验依据。

最新研究发现胶质瘤干细胞可自发性或诱导性在间质表型/前神经元表型间转换。然而，导致间质表型转换进而产生治疗抵抗机制又是如何？前期的研究基础证实,miR-504可以发挥抑制肿瘤细胞增殖、促进肿瘤细胞凋亡的作用。另有一项研究显示，在GBM中，miR-504的表达与间质表型标志物存在负相关性。这些结果提示，在GBM中，miR-504可能在调控间质表型转变的过程中发挥重要的作用。. 本次研究目的是揭示miR-504在调控GBM恶性间质表型中发挥的作用并探索其作用机制，为间质亚型GBM的临床诊断提供新的生物学标志物，并为胶质瘤的治疗提供新的分子靶点。研究结果证实1、miR-504在GBM组织及细胞系中表达显著低于瘤周组织。2、miR-504在间质亚型的GBM中低表达，并且与间质亚型的特征基因之间具有显著的负相关性。3过表达miR-504抑制胶质瘤干细胞自我更新能力，致瘤能力以及肿瘤干细胞标志物的表达。4、miR-504靶向结合FZD7，抑制肿瘤细胞中FZD7转录和蛋白水平的表达。5、miR-504通过靶向调控FZD7介导的Wnt通路活性抑制肿瘤细胞的间质表型。6、生存分析和COX多因素回归模型证实，低miR-504/FZD7比值分数（ratio）患者的总生存期更短，是评估GBM患者不良预后的独立因素。另外我们还发现，低miR-504/FZD7 ratio的患者表现出更明显的放疗和化疗抵抗作用。 由此我们研究得出结论：1、miR-504通过靶向调控FZD7介导的Wnt/β-catenin通路活性， 抑制胶质母细胞瘤的间质表型。2、低miR-504/FZD7 ratio提示GBM患者具有更短的总生存期，并可作为评估GBM患者预后的独立危险因素。同时，低miR-504/FZD7 ratio 提示GBM患者对放疗及化疗敏感性更差。本研究从分子标记物的角度阐明miR-504可标记对替莫唑胺治疗敏感的胶质瘤患者，以补充胶质瘤分子病理诊断及治疗指标。 . 以上研究基础都说明如果要克服胶质瘤耐药及肿瘤药物的疗效，延长患者生存时间，急需了解不同状态胶质瘤肿瘤干细胞对药物作用的不同反应。肿瘤干细胞通过改变细胞表型从而逃脱放、化疗，引起复发转移，本研究为了解这一过程提供了的研究证据，为寻找克服肿瘤耐药、优化治疗方案提供了可供参考的研究视角。