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胶质母细胞瘤(glioblastoma, GBM)是侵袭性最强的恶性胶质瘤,也是最常见的原发性中枢神经系统肿瘤,属人类预后极差的肿瘤之一。如果仅进行支持治疗,胶质母细胞瘤病人的中位生存期不足3个月,97%的病人在12月内死亡；对于手术治疗病人,由于肿瘤细胞在脑实质内呈弥漫浸润性生长,常不能实现满意的扩大切除。面对并不乐观的现状,现代医学工作者依然不懈的致力于对胶质母细胞瘤治疗手段的研究。近十余年来,微创理念和影像导引外科等新技术的不断发展,显著提高了恶性脑肿瘤影像学全切除率,并降低了术后致残、致死率,同时各种改良的综合治疗措施和新疗法也为胶质母细胞瘤的治疗带来了新希望。目前,尽管肿瘤切除手术后替莫唑胺(temozolomide,TMZ)联合常规分割照射的标准治疗方案有了值得关注的发展,接受标准方案治疗的新诊断的胶质母细胞瘤患者相对于单纯放疗的患者二年生存率由10.9%提高到27.2%,三年生存率由4.4%提高到16%,但胶质母细胞瘤的侵袭迁移生物学特性依然严重制约着各种治疗手段的进一步提高。肿瘤细胞的增殖和运动密切相关。早在1996年就有研究提出了肿瘤细胞的"go or grow’假说。当肿瘤细胞所处的局部微生态环境不利于肿瘤细胞的增殖时,肿瘤细胞会迁移至适宜肿瘤细胞生存和增殖的环境。在这一过程中,肿瘤细胞在适合的微环境中进行增殖与迁移表型的转换,启动相应的生物学变化。尽管对肿瘤细胞迁移运动和增殖转换的分子调控机制还很不清楚,但肿瘤细胞的运动与增殖表型转换肯定不是受外部因素单独影响的,在细胞增殖和细胞运动两种表型复杂的分子和信号通路调控之间,细胞内应该存在一个表观遗传学的调控开关。微小RNA (microRNA, miRNA, miR)是一种内源性的非编码RNA,对基因表达进行抑制性调控,调节包括增殖,分化,凋亡等多种肿瘤细胞的发生、发展过程。最近研究表明,miR-451在迁移运动的胶质瘤细胞中明显下调,miR-451调节LKB1-AMPK通路,可能使胶质瘤细胞在不同的葡萄糖环境中分别表现出增殖活性和迁移运动活性。本研究主要讨论miR-451对胶质瘤细胞增殖和运动的作用,对胶质瘤细胞增殖相关蛋白mTOR和迁移调控蛋白Rac1活性的影响,以及miR-451调控AMPK, mTOR, Racl蛋白的激活状态的潜在机制。本课题研究分为以下两个部分：第一部分明确miR-451在人脑胶质瘤中的表达情况,观察miRNA-451对胶质瘤细胞增殖和运动的影响。我们收集40例胶质母细胞瘤(WHO IV)标本以及6例颞叶癫痫手术患者的对照脑组织。本课题组运用qRT-PCR检测不同标本中miR-451的表达情况。通过将miR-451类似物和抑制物转染U87、U251、SNB19三个人脑胶质瘤细胞系,探讨miRNA-451对胶质瘤细胞增殖和运动能力的作用。qRT-PCR验证转染效果；MTT实验检测细胞增殖活性；体外划痕实验和transwell迁移实验检测细胞的迁移能力。结果显示：胶质母细胞瘤组织中miR-451的相对表达量是对照脑组织的(33.58±5.19)%；MTT实验表明miR-451对胶质瘤细胞增殖能力呈正性调节作用；划痕实验和transwell迁移实验发现miR-451对胶质瘤细胞运动能力呈负性调节作用。第二部分miR-451对胶质瘤细胞增殖及运动能力作用的潜在机制。1.课题组将miR-451类似物和抑制物转染进入U87、U251、SNB19三个人脑胶质瘤细胞系,运用qRT-PCR验证转染效果；western blot技术检测不同处理组细胞中p-AMPK、AMPK、p-Raptor、Raptor、Racl的表达；GST-pulldown技术检测GTP-Racl表达。结果显示：各组细胞中AMPK、Raptor、Racl的表达与miR-451的表达无明确相关性;p-AMPK、GTP-Racl的表达量与miR-451表达呈负相关,与p-Raptor的表达呈正相关。2.为了进一步验证结论,我们通过RNA干扰技术沉默U87、U251、SNB19三个人脑胶质瘤细胞系中AMPKal的表达,在此基础上转染miR-451类似物和抑制物,qRT-PCR和western blot验证转染效果；MTT实验检测细胞增殖活性；体外划痕实验和transwell迁移实验检测细胞的迁移能力；western blot技术检测不同处理组中p-AMPK、AMPK、p-Raptor、Raptor、Rac1的表达；GST-pulldown技术检测GTP-Racl表达。结果显示：敲低AMPKal后,miR-451对细胞增殖,迁移能力及相关蛋白p-Raptor、GTP-Racl的影响不同程度减小甚至消失。结论：1.miR-451在胶质母细胞瘤肿瘤组织标本的miR-451的表达量显著低于对照脑组织标本。体外实验证实,miR-451增强胶质瘤细胞的增殖能力,同时抑制胶质瘤细胞的迁移能力。2.miR-451通过调节AMPK的激活,调控Rac1和mTORC1活性,从而影响胶质瘤细胞的增殖能力和迁移运动能力。