脑胶质瘤是中枢神经系统中高度恶性的原发肿瘤,目前的治疗手段只能起到缓解作用,其具有治疗抵抗,易复发等特点,致死率高,病人的中位生存期仅有12～15个月。脑胶质瘤干细胞（glioma stem cell,GSC）是脑胶质瘤中一类具有自我更新、多向分化潜能和肿瘤形成能力的细胞,越来越多的证据表明,GSC促进肿瘤抵抗放化疗,最终导致癌症复发。如何调控胶质瘤干细胞,将成为高级别胶质瘤治疗的关键。肿瘤细胞在生存、转移和抵抗治疗方面需要有优越的适应性,为此它们依赖于多种分子过程,其中包括线粒体的生物活动。线粒体不仅是能量的来源,而且还是信号转导和控制细胞命运的枢纽。其能够迅速地吸收细胞内钙离子,促进整个细胞内钙离子信号的活跃。而线粒体钙离子单向转运体（mitochondrial calcium uniporter,MCU）及其相关调节因子负责将钙离子转运到线粒体基质。由于在线粒体钙离子转运中的中心作用和影响细胞行为命运的能力,MCU正在不同肿瘤模型下进行研究,但目前关于MCU影响肿瘤发生发展的研究仍然较少,并且MCU是否影响胶质瘤干细胞的功能也未见报道。本课题将探讨MCU对胶质瘤干细胞的调控,阐明MCU对脑胶质瘤干细胞增殖和自我更新能力的影响,并验证MCU是否影响胶质瘤干细胞的成瘤能力,为MCU成为脑胶质瘤潜在治疗靶点提供一些依据。我们在前期研究中发现MCU可以调控细胞有丝分裂时的能量产生,而有文章报道GSC特异的依赖有氧呼吸提供能量。因此我们的科学问题是探究MCU在GSC中是否发挥重要功能。本研究中,我们发现在小鼠和人脑胶质瘤组织样本中,MCU在胶质瘤干细胞中高表达,在GSC中干涉MCU可以抑制GSC的自我更新能力和增殖,影响GSC的成瘤能力。细胞水平上,我们发现MCU在胶质瘤干细胞中高表达,并且我们在T387和387NSTC中表达线粒体钙荧光探针4mt-GCaMP6,通过活细胞动态观测系统监测细胞中线粒体钙离子水平的变化,发现T387的线粒体钙最大吸收能力比387NSTC更强;用包含MCU干涉序列的病毒感染GSC,经过进一步的筛选,检测到MCU有干涉效果后,我们发现GSC的细胞活力显著下降;形成肿瘤球的大小和数量也被显著抑制,并且促进了GSC的凋亡。在使用MCU的抑制剂DS16570511处理GSC、正常神经胶质细胞（NHA）和神经祖细胞（16157）后,我们发现较低浓度的抑制剂抑制了GSC和16157的细胞活力和肿瘤球的大小,同时对正常细胞也表现出较小的抑制作用,说明低浓度的DS16570511对干细胞有特异的抑制作用,而正常脑组织细胞对DS16570511的敏感性较小。以上实验初步提示MCU会抑制脑胶质瘤干细胞的功能,以MCU作为脑胶质瘤的治疗靶点可能具有较小的副作用。我们构建了小鼠原位胶质瘤模型,发现与对照组的荷瘤小鼠相比,干涉MCU后荷瘤小鼠的肿瘤大小被显著抑制,小鼠的生存时间也显著延长。综上所述,我们发现MCU在胶质瘤干细胞中高表达,GSC的线粒体钙最大吸收能力比NSTC更强,说明MCU在GSC中功能更强,MCU可以调控GSC的自我更新能力和增殖,影响GSC的成瘤能力,MCU抑制剂DS16570511对GSC具有特异的杀伤作用,而对正常的脑组织细胞毒性较小。而将干涉MCU的GSC接种到小鼠脑内可以显著抑制肿瘤形成的大小,延缓肿瘤的发展,显著延长荷瘤小鼠的生存时间。以上的实验结果证明,MCU可以作为胶质瘤干细胞特异的调控靶点,有可能为胶质瘤的治疗提供新的策略。