摘要
目的：脑胶质瘤是中枢神经系统常见的恶性肿瘤，其特点是发病率高和预后差。恶性胶质瘤中具有高度自我更新能力和增殖能力的胶质瘤干细胞及其赖以生存的血管旁微环境被认为是恶性胶质瘤治疗耐受和复发的根本原因。体外模拟胶质瘤干细胞微环境及信号分子介导的细胞相互作用对于揭开恶性胶质瘤的治疗后复发机制及探索新的治疗方法有着极其重要的价值。构建有效的体外胶质瘤干细胞微环境模型和先进的分析方法是解析胶质瘤干细胞耐药分子机制的技术瓶颈。微流控芯片技术具有与细胞尺寸相匹配的微米级通道，可在时空上精确地操控多种细胞，因此广泛地被用于细胞微环境的模拟，而与具有强大分子分析能力的质谱联用，则为分析细胞微环境复杂的分子传导提供了新的平台，是近年来国际上备受重视且迅速发展的一个新兴领域。本研究拟通过在微流控芯片上模拟胶质瘤干细胞与血管内皮细胞相互作用的微环境，结合液相质谱检测技术、分子生物学技术及替莫唑胺药物干预，以实现对血管内皮细胞提高胶质瘤干细胞耐药性的分子机制进行解析。 方法：⑴利用微流控芯片的技术，模拟体内血管内皮细胞和胶质瘤干细胞共培养的微环境；⑵结合免疫荧光染色和基因转染的技术，动态的对微流控芯片上内皮细胞与胶质瘤干细胞相互作用进行观察；⑶利用微流控芯片动态持续给药，联合液相质谱，对替莫唑胺作用于胶质瘤干细胞产物6-O-甲基鸟嘌呤进行定量分析，并比较有无内皮细胞存在时，胶质瘤干细胞产物6-O-甲基鸟嘌呤的变化。⑷结合基因调控的技术，研究胶质瘤干细胞干性相关基因 Bmi-1在血管内皮细胞提高胶质瘤干细胞替莫唑胺化疗耐药性的作用。 结果：①结合微流控芯片技术，我们成功地构建了能够用于模拟体内胶质瘤干细胞与血管内皮细胞相互作用的平台。与传统的transwell共培养方法相比，我们发现基于微流控芯片技术动态的血管内皮细胞与胶质瘤干细胞共培养更能维持胶质瘤干细胞的未分化潜能；②通过微流控芯片内皮细胞与胶质瘤干细胞共培养后持续给药，结合液相质谱联用技术成功地对微流控芯片共培养后的胶质瘤干细胞内的6-O-甲基鸟嘌呤进行了定量分析，发现6-O-甲基鸟嘌呤与胶质瘤干细胞的耐药呈正相关；③结合基因调控技术，我们发现 Bmi-1基因下调的胶质瘤干细胞，干性明显下降，对替莫唑胺敏感性增强，内皮细胞无法提高其对替莫唑胺的耐药性，表明了Bmi-1基因在血管内皮细胞增强胶质瘤干细胞对替莫唑胺耐药性起了重要的作用，可能是血管内皮细胞增强胶质瘤干细胞耐药的原因。 结论：血管内皮细胞通过提高胶质瘤干细胞的干性增强了对替莫唑胺治疗的抵抗，Bmi-1基因及6-O-甲基鸟嘌呤分子在这个过程中发挥了重要的作用。微流控芯片技术能够更好的模拟胶质瘤干细胞的微环境，并为进一步的细胞相互作用机制研究及药物干预效果分析提供一个新的平台。
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