2010年,美国新增22,020例颅脑肿瘤病例,13,140例颅脑肿瘤患者死亡(源自www.cancer.org,Cancer Facts & Figures 2010)。脑星形细胞瘤是颅内最常见的起源于神经上皮的原发肿瘤之,约占成人颅内肿瘤的73%～86%,其中恶性星形细胞瘤约占90%,以间变型星形细胞瘤和胶质母细胞瘤最为多见。恶性星形细胞瘤预后差,病死率高,即使手术全部切除后其复发率仍高达60%以上,5年生存率极低。近5年来,随着基础和临床研究的深入探索,发现:胶质母细胞瘤患者接受手术、放疗和化疗后,平均生存期可由10个月增加至14个月。但是,由于星形细胞瘤具有血供丰富,呈浸润性生长的生物学特点,并且与周围脑组织无明显分界,易于复发,则其疗效均不甚理想。既往研究表明:星形细胞瘤的恶性进展及其侵袭复发是个涉及多基因、多阶段、多步骤的复杂过程,是受多种基因、蛋白以及细胞因子等共同调控的结果。参与星形细胞瘤发生、发展过程中的基因,在其他肿瘤的发生发展过程中几乎均发挥作用,如:上皮生长因子、内皮生长因子、转化生长因子、肿瘤原癌基因和抑癌基因等;此外星形细胞瘤侵袭复发的过程可能涉及到肿瘤细胞粘附、基质降解、迁移、细胞增殖等诸多环节,但其具体机制仍不清楚。近年来,基于对星形细胞瘤分子机制的逐步了解,靶向性分子疗法为星形细胞瘤治疗提供了新思路,寻找星形细胞瘤发生发展过程中的重要通路和靶标分子以及安全高效的靶向性载体系统显得尤为重要,但尚未将任何种靶标分子用于星形细胞瘤的治疗具有明确疗效。因此寻找调控星形细胞瘤细胞恶性生物学行为的分子靶标,明确其在星形细胞瘤发病过程中的病理机制,已成为目前星形细胞瘤治疗研究领域的的热点之。Med19基因,与RNA聚合酶Ⅱ相互作用介导子基因,是2002年应用差异显示PCR方法从两种不同高低转移潜能的人肺癌细胞系中克隆到的人类新基因,目前尚无其功能学的报道。既往研究显示,Med19基因在多种正常组织以及肿瘤中有所表达,推测其可能与细胞的增殖、凋亡以及细胞分化密切相关。而在肺癌组织中发现,Med19基因的表达与肿瘤的恶性程度密切相关。在乳腺癌组织中发现,Med19蛋白的异常高表达,且运用慢病毒感染干扰Med19基因表达水平后,乳腺癌细胞的增殖能力和细胞周期受到显著影响;Medl9基因沉默后胃癌细胞的增殖能力和细胞周期均受到显著影响,因此推测其可能参与胃癌的发生发展以及促进恶性肿瘤细胞的增殖和浸润性生长。而在星形细胞瘤中Med19基因对肿瘤细胞的增殖,凋亡,侵袭以及血管生成等方面的研究在国内外,尚未见诸报道。因此,探讨MED19参与脑星形细胞瘤发生发展以及恶变的分子病理机制,有助于明确星形细胞瘤的恶性生物学行为及机理,有望为星形细胞瘤的临床治疗提供新的分子靶标。本研究拟通过观察Med19在不同病理级别脑星形细胞瘤以及星形细胞瘤细胞株中的确切表达情况,并通过研究Med19在星形细胞瘤细胞株中的异常表达,研究Med19在星形细胞瘤发生发展过程中的功能角色。实验共分为四个部分:第部分,观察Med19在脑星形细胞瘤组织中的表达水平以及与星形细胞瘤病理级别的相关性,探讨Med19的表达水平与星形细胞瘤患者生存周期之间的关系;第二部分,观察Med19在U251、U373和U87脑星形细胞瘤细胞株中的表达情况;第三部分,靶向Med19的RNA干扰和过表达慢病毒载体的构建和鉴定;第四部分,通过基因操作的方法上调或抑制Med19基因在星形细胞瘤细胞内表达,观察其对U251星形细胞瘤细胞株生长、增殖、凋亡、侵袭等细胞表型以及裸鼠皮下成瘤的体内外试验的影响。第一部分Med19在不同级别脑星形细胞瘤组织中的表达和临床病理相关性分析的实验研究目的:研究Med19在脑星形细胞瘤组织中表达水平及其与星形细胞瘤病理WHO级别的相关性,Med19表达水平同星形细胞瘤患者生存时间的关系。方法:首先,运用实时定量RT-PCR和Western blot杂交分别检测星形细胞瘤组织中Med19的mRNA及蛋白的表达水平并分析Med19表达水平同星形细胞瘤组织级别的相关性;随后采用免疫组化染色法检测5例正常脑组织和79例不同级别星形细胞瘤组织中Med19的表达情况;最后,临床随访星形细胞瘤患者,运用生存分析检测Med19表达水平同患者生存时间的相关性。结果:(1)应用实时定量RT-PCR检测Med19 mRNA在21例不同级别脑星形胶质细胞瘤和5例正常脑组织中的表达显示:Med19 mRNA表达水平在星形细胞瘤组织中明显上调,与正常脑组织相比差别显著(P<0.01);并且,Med19 mRNA水平在高级别星形细胞瘤组织中的表达水平明显高于低级别星形细胞瘤,二者相比差异显著(P<0.01)。(2)运用Western blot技术测定Med19蛋白在上述星形细胞瘤组织的表达水平,结果显示:Med19蛋白在星形胶质细胞瘤组织中表达明显上调,与正常脑组织相比差别显著(P<0.01)。Med19在III-IV级(高级别)星形细胞瘤中高表达,而在I-II级(低级别)星形细胞瘤中表达量较低,且有显著差异(P<0.001)。(3)采用免疫组化法检测了5例正常脑组织及79例人脑星形细胞瘤石蜡标本中Med19蛋白的表达情况。结果显示,正常脑星形胶质细胞中Med19蛋白染色为阴性,绝大部分星形细胞瘤标本中可见Med19蛋白的阳性表达。星形细胞瘤的临床病理级别与Med19的表达强度与肿瘤恶性程度呈正相关关系(P<0.01);而性别和年龄则无统计学上的差异(P>0.05)。生存分析表明,Med19免疫组化染色表达水平同患者生存时间呈负相关(p<0.05)。结论:Med19在脑星形细胞瘤中呈阳性表达,其表达水平同脑星形细胞瘤的级别呈明显正相关,同星形细胞瘤患者的生存时间呈负相关。第二部分Med19在脑星形细胞瘤细胞株中的表达目的:研究Med19在胶质母细胞瘤(GBM)细胞株U87、U373和U251中的表达情况。方法:应用细胞免疫荧光法检测Med19在胶质母细胞瘤细胞株U87、U373和U251中的定位;运用实时定量RT-PCR法和Western blot技术检测Med19在胶质母细胞瘤细胞株U87、U373和U251中的mRNA和蛋白表达情况。结果: (1)细胞免疫荧光结果提示:Med19在胶质母细胞瘤细胞株U87、U373和U251中的定位于细胞浆;(2)实时定量RT-PCR结果提示:Med19 mRNA在胶质母细胞瘤细胞株U87、U373和U251中均表达;(3)Western blot结果表明:Med19蛋白在胶质母细胞瘤细胞株U87、U373和U251均表达。结论:Med19在胶质母细胞瘤细胞株中均有表达。第三部分:靶向Med19的RNA干扰和过表达慢病毒载体的构建和鉴定目的:Med19在星形细胞瘤组织和细胞中均有表达,其表达量与星形细胞瘤的病理级别呈正相关,提示Med19可能与星形细胞瘤的恶性生物学行为密切相关。本部分拟构建靶向Med19的慢病毒RNA干扰和过表达载体,为进步研究Med19的生物学功能提供载体工具。方法:1)设计siRNA靶点,利用外源筛靶实验挑选高效干扰序列,与慢病毒载体连接,并利用荧光显微镜,实时定量RT-PCR、Western blot在U373、U251和U87细胞中验证RNA干扰效果。2)设计Med19过表达质粒并经过测序后,连接慢病毒载体,并利用荧光显微镜、实时定量RT-PCR、Western blot在U373、U251和U87细胞中验证过表达效果。结果:设计的siRNA干扰序列,其中两条干扰效率较高,连接入慢病毒载体后,转染效率超过75%。在U373和U251细胞中,RNAi能够在mRNA水平和蛋白水平显著降低内源性Med19的表达(p<0.01);设计的过表达质粒经过测序证实与原基因序列完全致,慢病毒过表达载体能够在使U373和U251细胞中内源性Med19的mRNA和(或)蛋白水平表达量增加(p<0.05)。结论:本研究成功构建了能够稳定改变内源性Med19表达水平的RNA干扰和过表达慢病毒载体,可为后续细胞功能学实验提供实验依据。第四部分:靶向Med19调控胶质母细胞瘤细胞恶性生物学行为的体内外实验研究目的:利用前期构建的稳定改变内源性Med19表达水平的RNA干扰和过表达慢病毒载体感染胶质母细胞瘤细胞株U251和U373细胞后,从体外和体内两个角度来研究Med19对胶质母细胞瘤恶性生物学行为的作用。方法:内源性Med19表达水平改变后,运用MTT法检测细胞增殖曲线变化、克隆形成实验检测肿瘤细胞克隆形成能力变化、流式细胞仪测肿瘤细胞周期与凋亡比例变化、transwell细胞侵袭试剂盒检测细胞侵袭能力、运用荷瘤裸鼠模型检测Med19表达量改变对皮下种植瘤生长速率的影响。结果:(1)Med19表达量降低后,胶质母细胞瘤细胞增殖能力减弱,克隆形成能力减弱;上调胶质母细胞瘤细胞内源性Med19的表达量后,其增殖能力增强,克隆形成能力增强;(2)U251MG细胞中,Med19表达量改变对细胞凋亡和细胞周期可产生影响;(3)在胶质母细胞瘤细胞株中,过表达内源性Med19表达水平后的细胞的侵袭能力明显增加;(4)利用裸鼠皮下成瘤模型,发现干扰Med19的慢病毒可以减缓肿瘤的增长速度,抑制肿瘤的致瘤性。结论:Med19参与调控胶质母细胞瘤细胞的恶性生物学行为。