摘要
高级别胶质母细胞瘤(GBM)是一种无法治愈的恶性脑肿瘤，患者的平均中位生存期仅为15个月。目前的治疗手段均无法有效延长患者的预后状况，且其发病机制未知，因此，对调控胶质母细胞瘤发病机制的遗传因素的理解至关重要。本实验通过将临床报道的人高级别胶质母细胞瘤中发生的高频突变组合引入神经干细胞特异性条件基因编辑小鼠模型中，建立了基于电转和转座子的脑内条件性基因编辑小鼠模型(Intra Brain-Electropotation-Transposon-Based Conditional GeneEditing Mouse Model，iBET)，以在小鼠模型中重现患者来源的不同类型的高级别胶质母细胞瘤的发生与演进过程。 经系统验证，iBET模型能够依赖于Cre酶特异得在神经干细胞中引入突变并表达tdT报告基因，且引入起始突变细胞数目少，具有单细胞分辨率，便于后续通过谱系示踪研究肿瘤的演进过程。 我们从TCGA数据库中291例GBM病人的测序数据中确定了筛选出对肿瘤发生具有重要意义的高频发生的基因，同时根据以上基因筛选出高频共发生的30余种突变组合。从中选取P53/NF1;P53/NF1/PTEN; CDKN2A/CDKN2B/EGFR/PTEN三种突变组合建立脑内条件性基因编辑小鼠模型。实验证明三种突变组合均能在iBET小鼠模型中有效地驱动肿瘤的发生，其中P53/NF1;P53/NF1/PTEN两种突变组合能够高效地驱动肿瘤的发生肿瘤，产生效率分别为47％和100％，中位生存期分别为116天和230天;相对的，CDKN2A/CDKN2B/EGFR/PTEN肿瘤产生效率仅为6％。通过横向组合对比可以发现，PTEN突变的引入能够极大地促进P53/NF1突变组合引发癌变的进程。也验证了利用该系统进行快速高效的抑癌基因功能研究的可行性。 iBET与传统的条件性基因编辑小鼠模型相比，极大地节省了科研资源，具有模型构建时间短，实验动物背景统一等优点，使得不同突变组合iBET模型通过横向比较研究多个基因在肿瘤发生过程中的功能图谱成为可能。同时，在目前研究的基础上，我们可以利用iBET模型，绘制小鼠脑天然微环境中GBM驱动基因的功能图谱，并通过谱系示踪找出GBM发生过程中驱动基因与细胞类型的相互关系，以研究胶质瘤发生过渡阶段的细胞谱系和分子转化机制。这将为认识疾病进展和发展新的治疗方法提供新的技术支持。
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