摘要
背景 胶质瘤是最常见的中枢神经系统肿瘤之一，相较于其他中枢神经系统肿瘤,如脑膜瘤、听神经瘤及室管膜瘤等，胶质瘤具有高度侵袭性和预后不良。其中,以WHOⅣ级胶质母细胞瘤(Glioblastoma,GBM)最为恶性，中位生存期仅有15个月左右。肿瘤免疫微环境(TumorImmuneMicroenvironment,TIM)在肿瘤的发生和进展中起着至关重要的作用。近年来，基于TIM调控的治疗方法在癌症治疗方面取得了重大突破。polo样激酶1(Polo-likeKinase1,PLK1)是细胞周期过程的重要调控因子，其调控异常常引起包括肿瘤发生在内的多种病理过程。然而，关于PLK1调控胶质瘤免疫微环境的具体机制尚不明确。 方法 本研究使用癌症基因组图谱(TheCancerGenomeAtlas,TCGA)和中国胶质瘤基因组图谱(ChineseGliomaGenomeAtlas,CGGA)分析了PLK1的表达水平与胶质瘤的级别、病理类型、分子分型和患者预后的关系。并利用收集的100例的胶质瘤样本的RNA测序的结果和2个GSE数据集进行验证。此外，本研究还使用公共数据库和在线数据集提取PLK1表达、临床特征、基因改变和生物学功能的数据。基于GO、KEGG和Reactome等分析方法筛选出在胶质瘤中PLK1调控的潜在生物学通路。并使用Xcell和Quantiseq等算法分析了在胶质瘤中PLK1与免疫微环境中免疫细胞浸润的相关性。 通过EdU、CCK8和流式细胞术分析PLK1对胶质瘤细胞系恶性表型的影响。使用巨噬细胞诱导极化和迁移试验、小鼠颅内原位异种移植瘤模型和免疫荧光实验来确定在体内外PLK1与胶质瘤免疫微环境之间的关系。 最后，通过MEXPRESS和CGGA分析胶质瘤中PLK1的甲基化水平并通过miRmap、miRwalk和TargetScan构建ceRNA调控网络以阐明PLK1异常表达的潜在机制。 结果 PLK1在包括胶质瘤在内的多种癌症中都有高表达。单因素和多因素Cox回归分析显示PLK1是胶质瘤的预后生物标志物。同时,通过公共数据库分析,PLK1高表达与胶质瘤的预后、组织学和遗传特征显著相关。此外，富集分析提示PLK1可能与胶质瘤中的“免疫反应”、“细胞周期”、“DNA复制”和“错配修复”有关。通过Quantiseq和Xcell算法进行免疫浸润分析显示，PLK1高表达抑制Ml型巨噬细胞向胶质母细胞瘤免疫微环境的浸润，并与胶质母细胞瘤中M1型巨噬细胞的一些趋化因子和标记基因负相关。细胞学实验证实，PLK1的下调抑制了胶质瘤细胞的增殖和细胞周期，但增加了M1型巨噬细胞的浸润。此外，在异种胶质瘤小鼠模型中，我们发现抑制PLK1可阻止肿瘤增殖并增加M1型巨噬细胞浸润。最后，通过PLK1甲基化分析和lncRNA-miRNA调控网络揭示了胶质瘤中PLK1表达异常的潜在机制。 结论 PLK1的表达水平与胶质瘤级别呈正相关且PLK1高表达患者预后较差。PLK1可促进胶质瘤细胞和小鼠原位异种移植瘤的增殖，但抑制M1型巨噬细胞的浸润。总之，PLK1可以促进胶质瘤进展且抑制M1型巨噬细胞浸润到胶质瘤免疫微环境，是胶质瘤免疫治疗的潜在靶点。
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