胶质母细胞瘤中细胞粘附分子的综合分析确定前列腺素 F2 受体抑制剂 (PTGFRN) 为必需基因

背景：胶质母细胞瘤 (GBM) 是成人中最常见的原发性恶性脑肿瘤，表现出向周围组织浸润、复发和对治疗耐药的特征。GBM 浸润是由许多失调因素实现的，例如细胞粘附分子 (CAMs)，它们是参与细胞-细胞和细胞-ECM 相互作用以调节存活、增殖、迁移和干性的膜蛋白。方法：对多个可用数据集中 CAMs (n = 518) 进行的综合生物信息学分析揭示了 GBM 中 CAMs 之间的遗传和表观遗传改变。使用 TCGA 数据集进行单变量 Cox 回归分析，确定了 127 种 CAMs 与生存率显著相关。选择不良预后指标 PTGFRN 来研究其在胶质瘤中的作用。通过稳定表达针对 PTGFRN 基因的短发夹 RNA (shRNA) 来实现胶质瘤细胞系中 PTGFRN 的沉默。沉默 PTGFRN 并进行了细胞生长、迁移、侵袭、细胞周期和凋亡检测。在 GSCs 中沉默 PTGFRN 后，还进行了神经球和极限稀释测定。结果：在差异调节的 CAMs (n = 181, 34.9%) 中，发现其中大部分受 miRNAs 调节 (n = 95, 49.7%)，其次是 DNA 甲基化 (n = 32, 16.7%) 和基因拷贝数变异 (n = 12, 6.2%)。我们发现 PTGFRN 在 GBM 肿瘤样本和细胞系中上调，且与患者生存率呈显著不良预后相关。沉默 PTGFRN 会减少细胞生长、集落形成、非贴壁依赖性生长、迁移和侵袭，并导致细胞周期阻滞和诱导凋亡。在机制层面上，沉默 PTGFRN 减少了促增殖和促迁移信号通路，例如 ERK、AKT 和 mTOR。发现 GBM 中 PTGFRN 上调是由于其启动子甲基化丧失和 miR-137 下调所致。还发现 PTGFRN 在胶质瘤干细胞样细胞 (GSCs) 中高于匹配的分化胶质瘤细胞 (DGCs)，并且是 GSC 生长和存活所必需的。在 GSCs 中沉默 PTGFRN 降低了重编程因子 (Olig2、Pou3f2、Sall2 和 Sox2) 的转录水平。结论：在本研究中，我们全面概述了 GBM 中 CAMs 的差异调节及其失调的可能原因。我们还确立了 PTGFRN 的致癌作用及其在 GBM 中受 miR-137 的调控，从而表明其作为一个潜在的治疗靶点。