FOXD1/AXL信号轴调控胶质瘤干细胞放疗抵抗及糖酵解代谢的分子机制研究

Glioma stem-like cells (GSCs) play a crucial role in tumor recurrence and the formation of therapy resistance. We found that transcription factor FOXD1 and receptor tyrosine kinase AXL were highly expressed in glioma and increased with the tumor grade. Irradiation can induce elevated expression of FOXD1 and AXL in GSCs. Knockdown of FOXD1 in GSCs can reduce their AXL expression and glycolysis capability. Based on these observations, we first plan to investigate their interaction and explore their roles in the regulation of GSCs radio-resistance and glycolysis metabolism through knocking down and overexpressing FOXD1 and AXL in GSCs. Second, we aim to explore the mechanism of FOXD1/AXL regulating the radio-resistance and glycolysis metabolism in GSCs by studying the roles of their downstream signaling molecules, STAT3 and PDK3, in the process mentioned above. In addition, we plan to measure the concentration of AXL protein in the exosomes released by irradiation induced apoptosis neurosphere cells and study the effect of these exosomes on GSCs phenotypes to clarify the molecular mechanism of FOXD1/AXL axis on the regulation of radio-resistance and glycolysis in GSCs. Moreover, this study will provide ideas for developing new strategies of targeted therapy in glioma.

胶质瘤干细胞（GSCs）对于肿瘤复发及治疗抵抗性的形成具有重要意义。前期研究中我们发现转录因子FOXD1和受体酪氨酸蛋白激酶AXL在胶质瘤中高表达而且随肿瘤级别增加递增，放疗可以诱导GSCs对FOXD1和AXL的表达增高，敲低FOXD1能够降低GSCs对AXL的表达并能抑制其糖酵解代谢能力。本研究拟此基础之上首先通过调控FOXD1和AXL在GSCs的表达明确二者在GSCs的互作规律及其对GSCs放疗抵抗和糖酵解代谢的影响；然后研究FOXD1/AXL下游信号分子STAT3和PDK3在上述过程中的作用，进一步阐明FOXD1/AXL调控GSCs放疗抵抗和糖酵解代谢的具体机制；最后检测放疗诱导发生凋亡神经球细胞所释放的外泌体中AXL含量变化情况并研究其对GSCs表型的影响效果及规律，从而揭示FOXD1/AXL信号轴调控GSCs放疗抵抗和糖酵解代谢的分子机制，为胶质瘤临床靶向治疗方案研发提供新思路。

胶质瘤干细胞（GSCs）对于肿瘤复发及治疗抵抗性的形成具有重要意义。本项目阐明了FOXD1在GSCs对AXL的转录水平调控作用，并对FOXD1和AXL在GSCs糖酵解代谢中的调控作用进行了研究，发现FOXD1和AXL可以调控GSCs的糖酵解代谢，揭示了FOXD1/AXL信号轴在调控GSCs糖酵解代谢中的重要作用。另外，项目研究还对AXL在GSCs放疗抵抗中的作用进行了研究，证明AXL是调控GSCs放疗抵抗的重要因子。这一发现为后续胶质瘤临床靶向治疗方案研发提供了新思路和新的靶点。此外，研究过程实施过程中，项目团队基于原代GSCs和配对分化胶质瘤细胞进行的测序筛查对GSCs和分化胶质瘤细胞的激酶组进行了差异表达激酶筛查，寻找对GSCs干性维持有重要做用的激酶研究对象，发现之前少有报道的蛋白激酶STK32B对于GSCs干性调控具有重要作用，为后续项目研究的进一步拓展打下了良好基础。项目研究还对LSP1以及肿瘤内源性免疫检查点TIM-3在胶质瘤恶性进展中的作用和相关机制进行了探索，明确其在胶质瘤母细胞瘤恶性进展过程中的关键作用。项目还对胶质瘤微环境内衰老分泌相关表型的表达特点及其与胶质瘤免疫治疗响应之间的关系进行了刻画和研究，并在临床前小鼠模型对其相关靶向策略的治疗效果进行了探索。综上所述，本项目研究围绕胶质瘤干细胞治疗抵抗相关机制展开，对胶质瘤细胞与肿瘤微环境内非肿瘤细胞组分，尤其是肿瘤相关巨噬细胞，之间的互作进行了有效探索，在分子水平上阐明了胶质瘤对放疗产生抵抗及相关糖酵解代谢改变的相关机制，为胶质瘤新治疗方法的建立提供实验证据和理论依据。