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背景:脑胶质瘤是最常见的颅内原发肿瘤,恶性程度较高的胶质瘤患者(WHO Ⅲ/Ⅳ)在经过手术联合放疗、化疗的综合治疗后,常面临复发及预后不良的局面。近年来,有专家基于胶质瘤组织的基因表达模式差异将胶质瘤归于三种不同的分子亚型,并且其中的两种不同亚型,前神经元(proneural,PN)型和间充质(mesenchymal,MES)型与治疗敏感性及预后差异密切相关。MES型的胶质瘤常具有放疗抵抗、易复发的特点。因此,用这种新的视角去探究胶质瘤复发和治疗抗性的机制对于提升治疗效果,改善患者预后的临床转化具有重要的意义。葡萄糖调节蛋白78(glucose-regulated protein 78,GRP78)已被证实在胶质瘤组织中高表达,并与肿瘤的治疗抗性等恶性行为密切相关,但是国内尚未有针对其表达水平和胶质瘤患者预后关系的文章见刊,而针对GRP78与MES亚型联系的研究更为欠缺。因此,深入探究GRP78在间充质亚型胶质瘤恶性进展中的作用及具体调控机制,将为肿瘤治疗提供新的临床转化思路。目的:探究GRP78表达水平与高级别胶质瘤患者不良预后的关系,并明确其在间充质亚型胶质瘤干细胞中的具体作用。资料与方法:1.从癌症基因组图谱(The Cancer Genome Atlas,TCGA)数据库下载胶质瘤组织的mRNA表达数据以及相应患者的临床预后相关信息,用Prism软件可视化GRP78在不同的WHO分级以及分子亚型中的表达差异。然后结合临床资料分析胶质瘤患者肿瘤组织GRP78的mRNA表达水平高低与生存预后的关系。2.收集山东大学齐鲁医院神经外科收治和手术,术后病理诊断为高级别胶质瘤(WHO Ⅲ和Ⅳ级)的患者的肿瘤组织标本。利用高通量测序检测每位患者肿瘤组织的mRNA表达谱。标化数据后以GSEA(Gene Set Enrichment Analysis,基因集富集分析)富集分析验证GRP78的mRNA表达水平与间充质亚型的相关性。3.检测四种不同的胶质瘤干细胞(gliomastemcell,GSC)的GRP78蛋白表达水平。利用稳定表达shGRP78的慢病毒转染间充质型胶质瘤干细胞(Mesenchymal GSC)系来构建持续敲低GRP78的GSC细胞。4.使用小干扰RNA敲低GRP78后,蛋白免疫印迹(western blot)检测GSC中间充质亚型标记蛋白和相关信号通路的变化。5.应用干细胞成球实验和体外有限稀释实验检测敲低GRP78后对干细胞自我更新能力的影响。6.利用BALB/c Nude小鼠构建GSC颅内异种成瘤模型,拍摄小动物活体成像和绘制生存曲线来评估敲低GRP78后对GSC体内成瘤进展能力的影响。7.给予敲低GRP78组和对照组的胶质瘤细胞同等剂量的放射治疗后,应用TUNEL染色,AnnexinV-PI双染检测细胞凋亡以此反映放疗损伤,评估放疗抵抗变化。结果:1.分析TCGA数据库,高级别(WHO Ⅲ/Ⅳ级)和间充质亚型的胶质瘤表达更高水平的GRP78。在GBM(WHO Ⅳ级)患者中,高表达GRP78的预后不佳,生存周期显著短于低表达者。2.对山东大学齐鲁医院的胶质瘤患者信息和数据进行分析,肿瘤高表达GRP78 mRNA的样本经GSEA富集分析得出基因表达富集于Phillips-MES(间充质亚型)基因集,并有显著正向关系。3.在MES亚型GSC中敲低GRP78蛋白,减少了 MES亚型的分子标记物CD44和YKL40的蛋白表达,同时抑制了与MES表型转化与维持相关的STAT3和NF-κB信号通路的活化。4.稳定敲低GRP78显著抑制GSC的自我更新能力。与对照组相比,敲低组干细胞成球的直径显著减小,体外有限稀释实验未成球率显著升高。5.GSC种植于裸鼠颅内后成功成瘤,并且,稳定敲低GRP78的GSC体内成瘤能力显著下降,具有比对照组更小的肿瘤负荷和更长的生存周期。6.敲低GRP78后的间充质亚型GSC放疗抗性降低。表现为与对照组对比,shGRP78组在经过放射治疗后具有更高的凋亡率。结论:1.高级别(WHO Ⅲ/Ⅳ级)和间充质亚型胶质瘤表达更高水平的GRP78。2.敲低GRP78降低了肿瘤干细胞的间充质亚型维持相关蛋白的表达。3.敲低GRP78显著地抑制了间充质亚型胶质瘤干细胞的自我更新能力和放射治疗抗性。