基于自发胶质瘤动物模型的胶质瘤起源相关基因突变研究

In our previous research developing glioma immunotherapy animal model under the support of National Natural Science Foundation, we found that the established immunotherapy animal model can be used to identify the origin cell types of glioma, and at the same time, to clarify the genomic mutations related to gliomagenesis. In this research, we will transferred the genomic instability gene AID（Activation Induced Deaminase） to specific target cells with sleeping beauty(SB) vector to develop spontaneous glioma model, the target cells include differentiated neural cells, neural stem cells and blood stem cells. Then with this spontaneous glioma model, we will determine the cells from which the glioma origined and clarify the genomic mutations related to gliomagenesis.Animal model related gliomagenesis mutation database will then established and be compared with human glioma genomic mutation database. This research will provide animal model based data for identificaton of human gliomagenesis related genomic mutation and illustration of the mechanism of the gliomagenesis.

在前期自然科学基金资助下，我们建立了自发胶质瘤动物模型，研究中发现此动物模型除了可以用于评价免疫疗法之外，加以改造后还可以用于鉴定胶质瘤起源细胞，并能够确定胶质瘤起源相关的基因突变。本研究，我们拟通过改进前期动物模型，应用睡美人载体（SB）,将基因组不稳定基因AID局部靶向转入模型鼠脑内特定的细胞（ 已分化的神经细胞，神经干细胞，血液干细胞）中，建立靶向特定细胞的自发性胶质瘤模型。然后再通过基因组测序，生物信息学分析等方法确定胶质瘤起源细胞，并确定此自发胶质瘤动物模型中与胶质瘤起源相关的基因突变，建立相关数据库并与人胶质瘤基因突变数据库相比较。本研究将为人胶质瘤起源相关突变的确定提供动物实验依据，在阐明胶质瘤起源机制方面将具有重要的意义。

胶质瘤是颅内最常见的恶性肿瘤，其中位生存期仅14 个月左右。恶性胶质瘤的这种不良预后与胶质瘤基因组的高度不稳定相关，基因组不稳定可以导致肿瘤干细胞的发生，提示基因组不稳定不仅是肿瘤细胞的分子病理特征，同时也是肿瘤发生的原因。在前期自然科学基金资助下，我们所建立的自发胶质瘤动物模型除了可以用于胶质瘤的免疫评价之外，加以改造后还可以用于鉴定胶质瘤起源细胞，并能够确定胶质瘤起源相关的基因突变。本研究中，我们应用细胞特异性启动子，成功构建靶向表达质粒（应用GFAP启动子，nestin启动子， CD34启动子调控AID以及致瘤基因在动物脑内特异性细胞成分中的表达），使AID或致瘤基因相应的在胶质细胞，神经干细胞或局部造血干细胞中特异性表达。并应用睡美人载体（SB）及特异性启动子将基因组不稳定基因AID与致瘤基因（SV40-LgT, NRAS）局部靶向转入模型鼠脑内特定的细胞（ 已分化的神经细胞，神经干细胞，血液干细胞）中，建立靶向特定细胞的自发性胶质瘤模型。建模过程中，我们发现仅nestin启动子的质粒组合可稳定产生胶质瘤，注射GFAP启动子的质粒组合仅十分之一产生肿瘤，而CD34启动子的质粒组合未发现肿瘤形成。这些结果提示胶质瘤的起源与干细胞密切相关。本研究的重要意义在于以下3个方面：①该自发胶质瘤动物模型更接近人脑胶质瘤的实际发生情况并可鉴定胶质瘤的起源细胞；②通过研究从该自发胶质瘤动物模型平台筛选出的诱导成瘤的决定性突变基因，可以更加明晰胶质瘤的发生发展过程，利于更深层次的挖掘阐明胶质瘤发生发展机制；③该自发胶质瘤动物模型平台可用于后续胶质瘤发展不同阶段治疗靶点的选择及评估。