CXCL5调控Notch1信号通路在促进胶质瘤干细胞增殖及血管新生的机制研究

Notch1 signaling pathway plays a major role in the promotion of glioma stem cell (GSC) proliferation and angiogenesis. Our previous studies showed that GSCs could be characterized as mesenchymal glioma stem cells (Mes GSCs) with high expression level of CXCL5 and proneural glioma stem cells (PN GSCs) with high expression level of Notch1. Mes GSC–derived mouse brain tumors showed larger tumor size and higher vascular density compared with PN GSC–derived tumors. And CXCL5 was positively correlated with glioma grade. Thus, we speculate that CXCL5 may regulate tumor proliferation and angiogenesis through Notch1 signaling pathway. We plan to construct CXCL5 knockout GSCs and vascular endothelial cells by CRISPR/Cas9 technology and reveal the role of CXCL5 in tumor proliferation and angiogenesis by cell proliferation test, cell apoptosis analysis, cell cycle analysis, tubule formation test and tumor formation test in the immune-compromised mice. Furthermore, we plan to elucidate the role and mechanism of CXCL5 in the regulation of Notch1 signaling pathway by molecular biology techniques such as ELISA, qRT-PCR and Western-blot. Therefore, we may provide a new idea to improve the efficacy of anti-vascular therapy as well as a novel therapeutic target.

Notch1信号通路在促进胶质瘤干细胞(GSCs)增殖及血管新生方面发挥重要作用。我们前期研究发现GSCs可分为高表达CXCL5的间充质型GSCs(Mes GSCs)和高表达Notch1的原神经型GSCs(PN GSCs)。Mes GSCs来源的裸鼠肿瘤标本较PN GSCs来源的标本具有更大的肿瘤体积及更高的血管密度，且CXCL5的表达水平与胶质瘤级别呈正相关。由此推测CXCL5可能通过调控Notch1信号通路促进肿瘤增殖及血管新生。本研究拟采用CRISPR/Cas9技术构建CXCL5敲除GSCs和血管内皮细胞系，通过细胞增殖、凋亡、周期、小管形成及裸鼠成瘤等实验，揭示CXCL5在促进肿瘤增殖及血管新生中的作用；通过ELISA、qRT-PCR、Western-blot等分子生物学技术，进一步阐明CXCL5调控Notch1信号通路的作用机制，为提高胶质瘤血管靶向疗效提供新的思路和治疗靶点。

胶质母细胞瘤（Glioblastoma，GBM）是成人颅内最常见、恶性度最高的原发性脑肿瘤。肿瘤微环境中血管内皮细胞与胶质瘤干细胞（Glioma stem cells，GSCs）相互作用直接影响着GSCs分化和血管生成。Notch1信号通路在GSCs增殖及血管新生方面发挥重要作用。我们前期研究发现GSCs可分为高表达CXCL5的间充质型GSCs(Mes GSCs)和高表达Notch1的原神经型GSCs(PN GSCs)。Mes GSCs来源的裸鼠肿瘤标本较PN GSCs来源的标本具有更大的肿瘤体积及更高的血管密度，且CXCL5的表达水平与胶质瘤级别呈正相关。由此推测CXCL5可能通过调控Notch1信号通路促进肿瘤增殖及血管新生。本项目采用CRISPR/Cas9技术构建CXCL5敲除GSCs和血管内皮细胞系，通过细胞增殖、凋亡、周期、小管形成及裸鼠成瘤等实验，揭示CXCL5在促进肿瘤增殖及血管新生中的作用；通过ELISA、qRT-PCR、Western-blot等分子生物学技术，进一步阐明CXCL5调控Notch1信号通路的作用机制。本项目结果表明，基因敲除CXCL5可明显抑制GSCs细胞增殖、裸鼠成瘤能力和血管内皮细胞的小管形成能力。CXCL5敲除GSCs来源的荷瘤小鼠较非敲除组生存期更长，肿瘤切片中的血管密度更低。CXCL5可通过与血管内皮细胞 CXCR2 结合，上调内皮细胞 Jag1 表达，促进血管新生。同时，CXCL5敲除可抑制GSCs和血管内皮细胞中的Notch1信号通路，表现为Notch1及其下游CyclinD1、CyclinA1表达的下调，从而抑制肿瘤增殖、干细胞自我更新及血管新生。综上，本项目阐明了CXCL5调控Notch1信号通路促进胶质瘤干细胞的增殖及血管新生的作用机制，为提高胶质瘤血管靶向疗效提供新的思路和治疗靶点。