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研究背景和目的:胶质母细胞瘤是一种恶性程度非常高且预后性非常差的脑肿瘤,在2007年的WHO分类中,胶质母细胞瘤的恶性程度等级为Ⅳ(神经胶质瘤中恶性程度最高的等级)。在我国,每年胶质母细胞瘤的新发病例数为39000-45500例。目前,对胶质母细胞瘤最常用的治疗方案是最大程度的手术切除联合放疗,以及用替莫唑胺进行辅助治疗(化疗)。但是依旧无法彻底治愈肿瘤,一部分原因是胶质母细胞瘤呈浸润性生长,且胶质母细胞瘤的发生部位位于大脑皮质下,使得手术切除无法完全清除肿瘤。还有一个重要的原因是肿瘤本身对放疗和化疗具有抵抗性。经过大量的研究,发现在肿瘤中存在一类细胞,其具有干细胞的特性。被命名为“肿瘤干细胞”(Cancer stem cells,CSCs)。CSCs干细胞具有自我更新、无限增殖的能力和多向分化潜能,它们不仅与肿瘤的放、化疗耐受性密切相关。同时,在促进肿瘤血管生成,低氧应答,肿瘤侵袭和肿瘤复发中,CSCs也起到了非常重要的作用。植物一直是抗肿瘤药物的重要来源。故本课题的目的是从一系列由植物分离的化合物中,筛选出可以选择性杀伤胶质母细胞瘤干细胞的化合物,并进行生物学研究。研究方法:首先中国科学院昆明植物研究所的罗晓东老师课题组和昆明理工大学的李荣涛老师课题组从具有抗肿瘤活性以及具有其他药用价值的植物中,分离出一系列组分和单体化合物,然后由二甲基亚砜(dimethyl sulfoxide,DMSO)将其稀释至10 mg/ml。利用高通量筛选法,初步筛选出可以选择性杀伤一株胶质母细胞瘤干细胞(glioma stem cells,GSC-3#)的组分和化合物,然后利用另外两株胶质母细胞瘤干细胞(GSC-12#和GSC-18#)和人正常细胞株(取293T和HAC),筛选出可以杀伤GSCs,而对人正常细胞株生长没有影响的组分和化合物。用MTS法测出化合物对不同细胞的半数抑制浓度(half maximal inhibitory concentration,IC50),然后比较其值的差异。确定化合物对不同细胞的敏感性差异程度。选择对GSCs更加具有选择性杀伤作用的化合物进行下一步研究,主要检测化合物对GSCs凋亡、增殖和克隆形成的影响。研究结果与结论:本实验室已经建立了高通量药物筛选平台,并成功地从肿瘤患者的胶质母细胞瘤中成功分离出胶质母细胞瘤干细胞,命名为GSC-3#,GSC-12#和GSC-18#。这三株胶质母细胞瘤干细胞来源于不同的肿瘤患者,为接下来的研究提供了稳定的平台。本课题从2844个植物组分(样品由中国科学院昆明植物研究所罗晓东老师提供),以及203个植物组分和301个化合物(样品由昆明理工大学李荣涛老师提供)中筛选出29个植物组分和6个化合物可以选择性杀伤胶质母细胞瘤干细胞,29个植物组分正在进行进一步的分离和纯化,以得到单一化合物。利用MTS法测出6个化合物中具有4个化合物,胶质母细胞瘤干细胞对它们的敏感性要高于人正常细胞株的2-3倍。经查阅文献得,其中两个化合物已经报道过具有对其他肿瘤的抗肿瘤活性。故对另外两个化合物进行下一步研究。这两个化合物分别为rupesin E和8,9-didehydro-7-hydroxydolichodial。主要从化合物对胶质母细胞瘤干细胞(GSC-3#和GSC-18#)的凋亡、增殖和克隆形成方面的影响。结果显示,rupesin E和8,9-didehydro-7-hydroxydolichodial均可促进胶质母细胞瘤干细胞的凋亡,抑制其增殖,同时克隆形成实验表明其可以破坏克隆球的形成。