ISL抗胶质瘤的作用机制

　　什么是胶质瘤？

　　胶质瘤约占原发性恶性脑肿瘤的80%，其死亡率高于其他脑肿瘤。2016年国际卫生组织弥漫性神经胶质瘤中枢神经系统肿瘤分类指南基于IDH1或IDH2基因突变和1p/19q编码的存在或不存在分类。新分类包括少突细胞瘤NOS和间变性少突细胞瘤NOS；在成人患者中，弥漫性胶质瘤有三个主要亚组:IDH-野生型、IDH突变体和1p/19q非编码型、IDH突变体和1p/19q编码型。胶质母细胞瘤(高侵IDH-野生型和胶质母细胞瘤IDH-突变型。胶质母细胞瘤患者的治疗具有挑战性，因为完全手术切除肿瘤困难。大多数胶质母细胞瘤在目前的化疗和放疗方案后往往会复发。主要原因是胶质瘤细胞耐受性化疗是治疗失败的关键。

　　胶质瘤干细胞(Gliomastemcells，GSCs)是胶质瘤耐化疗、拒放疗和复发的原因。GSCs具有自我更新、分化、无限增殖和致瘤的能力，在肿瘤的发生和发展中起着决定性的作用。对胶质瘤和GSCs的临床治疗药物和手段进行研究和开发具有重要意义。

　　ISL抗胶质瘤的作用机制。

　　胶质瘤中ISL的抗癌机制主要包括诱导自噬、促进细胞凋亡、影响细胞周期、诱导细胞分化和控制细胞增殖、控制肿瘤细胞转移和入侵、抗肿瘤细胞的多重耐药性等。

　　诱导自噬机制。

　　自噬是一种广泛存在于真核细胞中的保守进化过程，与细胞的正常增殖过程和疾病的发生发展密切相关。它作为一种类型的程序性死亡，与凋亡相互作用，参与细胞稳定状态的维持和疾病的发生。研究发现，自噬还可以从细胞周期、凋亡相关因素、肿瘤形成过程和肿瘤血管生成等方面影响肿瘤的发生和发展。

　　研究发现，经ISL处理的SHG44脑胶质瘤细胞在透射电镜下可以看到自噬小泡和自噬溶酶体出现在SHG44细胞内；在荧光显微镜下，可以看到自噬和凋亡相关蛋白质的免疫荧光颗粒；与自噬相关的LC3-I/I比增加。ISL可以诱导SHG44细胞自噬，影响胶质瘤细胞的增殖，并依赖时间和剂量。

　　促进细胞凋亡机制。

　　细胞凋亡是基因控制的细胞主动死亡过程，又称细胞程序性死亡，其形态特征是染色质固化、核破裂、细胞浓缩和凋亡小体。由磷脂酰肌醇3-激酶(PI3K)和下游分子丝氨酸/苏氨酸蛋白激酶(Akt)组成的PI3K/Akt信号通路在肿瘤进展中起着重要作用。该通道的某些成分突变后可诱发细胞转化，也可诱发肿瘤细胞增殖或凋亡，与肿瘤的侵袭和转移密切相关。

　　研究发现，ISL可以通过降低抗凋亡蛋白Akt磷酸化程度来促进U87胶质瘤细胞凋亡。姜拓之等研究发现，ISL可以降低抗凋亡因子BCL-2，提高相关因子Caspase-3，促进SHG44人脑胶质瘤细胞凋亡。发现ISL通过半胱天冬酶和诱导线粒体死亡促进U87细胞凋亡。邓云秋用不同浓度的ISL处理U251胶质瘤细胞，可促进其凋亡，具体机制不明确。

　　进一步研究发现，经ISL处理的U251胶质瘤细胞中转录因子叉头框转录基因M1的mRNA表达水平随着ISL浓度的增加而降低，推测其凋亡机制可能是通过阻滞转录因子叉头框转录基因M1mRNA基因的表达来实现的。

　　影响细胞周期机制。

　　在肿瘤细胞生长过程中，在细胞周期中受到多种基因表达的控制，其中p21和p27表达更为常见。P21基因可以编码细胞周期蛋白依赖激酶的控制蛋白，从而调节细胞周期，参与细胞生长、分化、衰老和死亡的全过程。p27蛋白是细胞周期的负调节因子，其水平随细胞周期过程的变化而变化。Zhou等研究发现，ISL可以阻断U87胶质瘤细胞在体外的增殖周期，其作用机制可能是通过提高P21表达停滞在G2/M期，提高细胞周期负调节因子P27表达停滞在S期。

　　研究发现，当不同浓度的ISL作用于SHG44胶质瘤干细胞时，ISL组G0/G1期细胞的比例与对照组相比增加，G0/G1细胞的比例随着浓度的增加而增加，这表明ISL可以阻细胞。

　　诱导细胞分化，控制细胞增殖。

　　Pierce和Verney发现，胚胎癌细胞可以通过应用诱导分化药物分化为正常的骨、软骨、肌肉组织和脑组织。因此，开发新型合适、低毒性诱导药物已成为肿瘤治疗研究的热点。李雅娟等研究发现，ISL可以诱导C6胶质瘤细胞分化为星形胶质细胞，从而控制其增殖。考虑到细胞内氧化还原状态的调整，具体机制尚不清楚。

　　研究发现，ISL可以诱导胶质瘤干细胞分化为星形胶质细胞和神经元，并随着浓度的增加而增强。荔志云等研究发现，ISL可诱导SHG44人脑胶质瘤干细胞分化为星形胶质细胞和神经元细胞，并可控制其增殖，这可能与Notch1.RBP-JK和Hes1有关。

　　控制肿瘤细胞转移和侵袭机制。

　　单纯手术治疗脑胶质瘤预后差的主要原因是其高度侵袭性。癌细胞侵入正常脑组织，肉眼难以区分。即使显微手术和荧光标志随着科学技术的发展投入临床使用，单纯手术的治疗效果仍然很差。因此，开发合适、低毒、廉价的控制肿瘤侵袭的药物是必要的。研究发现，基质金属蛋白酶(matrixmetalloproteinase，MMP)参与细胞外基质的降解过程，MMP的高表现与恶性胶质瘤的入侵程度呈正相关。

　　研究发现，ISL可以降低胶质瘤细胞U87的入侵水平，这可能与降低MMP-2和MMP-9有关，但具体机制需要进一步研究。党莹等研究表明，通过transwell实验发现，ISL可以控制胶质瘤干细胞的迁移和入侵能力，其控制作用随着ISL浓度的增加而增强。

　　抗胶质瘤多重耐药机制。

　　脑胶质瘤的耐药性是其复发的主要因素之一，其中GSCs的存在至关重要。术后标准放疗联合烷化剂辅助化疗效果仍不佳，其中对放疗不敏感，耐受性和标准烷化剂替莫唑胺化疗耐受性是胶质瘤术后复发的关键因素。因此，近年来抗胶质瘤研究的热点是开发新的放疗、化疗增敏剂和化疗辅助药物。

　　研究发现，ISL可以提高GSCs的放射敏感性，控制Noch1信号通路，提高NF-JB和Caspase-3的表达，参与X线对GSCs的损伤过程。孙红军等研究发现，ISL联合替莫唑胺对SHG44脑胶质瘤干细胞的控制作用明显强于单药，可能是因为ISL诱导SHG44脑胶质瘤干细胞进入分化状态，从而增强了替莫唑胺的化疗敏感性。