多形性胶质母细胞瘤(glioblastoma multiforme, GBM)是人中最常见也是恶性程度最高的一种原发脑部肿瘤,属于WHO IV级肿瘤。多形性胶质母细胞瘤可以简称为胶质母细胞瘤。目前针对胶质母细胞瘤的治疗方法主要是手术切除,放射疗法和化学疗法。但是经过治疗的病人大部分会经历复发,平均生存期仅有一年左右。在胶质母细胞瘤中发现了肿瘤干细胞的存在,称为胶质瘤干细胞(glioma stem cell, GSC)。胶质瘤干细胞可以无限增殖,自我更新,多向分化,具有在体内重现原肿瘤的组织学特征、分子遗传特征的能力。胶质瘤干细胞在整个肿瘤中所占的比例很小,但是它们却在胶质母细胞瘤的发生、发展、复发和转移中具有关键地位和作用,是研究和治疗胶质母细胞瘤的重要靶点。所以我们着重对胶质瘤干细胞进行研究,找到在胶质瘤干细胞中起到重要作用的基因,希望通过研究这些基因在胶质瘤干细胞中的作用找到清除胶质瘤干细胞进而治疗胶质母细胞瘤的新的方法。Aquaporin 4 (AQP4)是一种水通道蛋白,属于水通道蛋白家族。AQP4是中枢神经系统(central nervous system, CNS)中参与和维持水和各种离子平衡的最主要和最关键的水通道蛋白。此外,AQP4还参与了细胞迁移,信号转导等过程。并且在胶质母细胞瘤中检测出了AQP4高表达。我们从TCGA(The Cancer Genome Atlas)下载了胶质母细胞瘤病人的数据,分析了病人体内AQP4的表达。发现AQP4高表达的病人的生存时间比低表达病人的生存时间短,说明AQP4的表达量和病人的生存时间有关,猜测AQP4是否在胶质母细胞瘤中起到了某种作用。我们检测了小鼠正常神经干细胞和小鼠胶质瘤干细胞中AQP4的表达,发现AQP4在胶质瘤干细胞中的表达量比正常神经干细胞明显增多。以上证据提示AQP4可能在胶质母细胞瘤中起到了某些作用。我们通过shRNA的方法敲降胶质瘤干细胞中AQP4的表达观察AQP4表达量降低是否对胶质瘤干细胞的特性产生影响。我们首先敲降胶质瘤干细胞中的AQP4,结果发现细胞的状态发生变化,和对照相比状态变差甚至死亡。说明AQP4对于维持胶质瘤干细胞的正常生存必不可少。肿瘤干细胞的增殖能力对于肿瘤在体内的生长与发展至关重要。我们在胶质瘤干细胞中敲降AQP4后进行增殖实验,结果发现AQP4敲降后胶质瘤干细胞的增殖能力受到抑制。说明AQP4能够影响胶质瘤干细胞的增殖能力。肿瘤干细胞的迁移能力是肿瘤干细胞的一个重要特征。迁移能力的强弱可以影响到肿瘤在体内的扩散、侵袭和转移。我们敲降胶质瘤干细胞中的AQP4后做细胞迁移实验验证AQP4敲降后胶质瘤干细胞的迁移能力受到抑制。说明AQP4能够影响胶质瘤干细胞的迁移能力。肿瘤干细胞的自我更新能力是肿瘤能够在体内复发的关键。我们做了软琼脂克隆形成实验验证AQP4敲降后胶质瘤干细胞的自我更新能力受到抑制。说明AQP4可以影响胶质瘤干细胞的自我更新能力。以上是通过体外细胞实验验证了AQP4在胶质瘤干细胞中的作用。我们又做了体内移植瘤实验结果说明AQP4敲降后胶质瘤干细胞的体内致瘤能力减弱。通过以上实验证实AQP4对胶质瘤干细胞的生长,增殖,自我更新和迁移能力有影响。说明了AQP4在胶质瘤干细胞中具有一定的地位,对于维持胶质瘤干细胞的特性起到了重要作用,未来可能能为抑制胶质瘤干细胞功能的一个重要的靶向基因。为进一步深入研究AQP4在胶质母细胞瘤中的作用提供了重要的实验基础。