目的:胶质瘤是中枢神经系统(CNS)中最常见的原发性恶性肿瘤类型,预后不佳,尤其是胶质母细胞瘤(WHO IV型胶质瘤,GBM),其中位生存时间不到2年。近一半的胶质瘤病例被诊断为胶质母细胞瘤,被认为是最具侵略性和致命性的脑肿瘤,病情发展迅速,不可避免地会复发,预后极差。虽然采用了手术切除后化疗和放疗的策略,但效果不佳。因此,迫切需要基于胶质瘤生物学属性的新型治疗方法。硫氧还蛋白相关跨膜蛋白1(TMX1)是编码内质网(ER)蛋白二硫异构酶(PDI)家族的成员,目前研究发现在黑色素瘤及乳腺癌中发挥作用。但TMX1在胶质瘤中的作用未见报道。本研究探索TMX1在胶质瘤细胞生物学行为中的作用及相关机制。方法:1本研究使用癌症基因组图谱(TCGA)和中国脑胶质瘤基因组图谱(CGGA)数据库,目的是为了明确在胶质瘤中TMX1的表达情况及其与预后的关系。2我们对数据库中TMX1的表达情况进行了验证,利用实时荧光定量PCR(RT-qPCR)、免疫组织化学技术(Immunohistochemistry,IHC)和蛋白质印记法(WB)方法,检测了正常脑组织和胶质瘤样本中TMX1的mRNA以及蛋白的表达水平;并使用NHA、U87、LN229、T98细胞系进行细胞实验。3利用慢病毒在胶质瘤细胞系LN229中构建TMX1敲减细胞(Sh TMX1)以及对应的对照细胞。4我们采用EdU标记、集落形成、CCK8等实验评估细胞的增殖能力;5采用流式细胞凋亡检测、WB蛋白检测评估细胞凋亡;6进一步检测了ROS、JC-1和seahorse了解TMX1对线粒体的功能的影响;7体内实验中,我们用BALB/C裸鼠构建异种皮下成瘤模型评估TMX1对于胶质瘤体内成瘤能力的影响。8最后利用蛋白免疫印迹进行分子机制研究。结果:1我们发现在数据库TCGA中显示胶质瘤样本中TMX1 mRNA表达水平比正常脑组织上调,而在CGGA数据库中显示TMX1 mRNA的表达水平随着胶质瘤级别的升高而呈现递增,这两个数据库均显示胶质瘤患者的总生存率与TMX1的表达呈负相关。2通过RT-qPCR、IHC和WB的结果发现,TMX1的mRNA和蛋白的表达水平在胶质瘤标本中均比正常脑组织高。TMX1在胶质瘤细胞系(U87,LN229,T98)中的蛋白表达水平也比正常人星形胶质细胞(NHA)高。3经慢病毒转染后,行Western blotting检测,其结果显示TMX1蛋白表达水平在胶质瘤细胞系LN229中显著抑制。4在体外实验中,EdU染色实验结果显示TMX1敲减组的EdU染色细胞比例低于对照组细胞;phage biocontrolCCK-8实验显示TMX1敲减组细胞的增殖能力低于对照组;TMX1敲减组细胞的集落形成能力下降。以上结果表明TMX1敲减后抑制胶质瘤细胞的增殖能力。5流式细胞术分析显示,TMX1敲减组的胶质瘤细胞表现出更高水平的凋亡;在TMX1敲减后,促凋亡蛋白Bax、caspase 3和caspase 9的表达上调,抑更多制凋亡蛋白Bcl-2表达下调。以上结果表明TMX1敲减后促进了胶质瘤细胞的凋亡。6 DCFH-DA探针检测提示TMX1敲减组胶质瘤细胞内ROS产生减少;荧光探针JC-1检测TMX1敲减组中线粒体膜电位下降;Seahorse检测研究代谢表型的改变,发现TMX1敲减组中OCR无变化,而ECAR下降。以上结果表明TMX1敲减后影响了线粒体的功能。7在体内实验中,我们用BALB/C裸鼠构建异种皮下成瘤模型,发现TMX1敲减后抑制了体内肿瘤的生长。8为了探究TMX1是否通过PI3K/AKT通路调节胶质瘤增殖,我们进行了蛋白质印迹鉴定PI3K/AKT相关蛋白的表达,发现总PI3K和AKT表达没有改变,但在TMX1的敲低组,磷酸化PI3K和磷酸化AKT水平降低。结论:胶质瘤组织中TMX1的表达水平高于正常脑组织,且随着恶性程度的增加其表达量增高。TMX1促进胶质瘤的进展,缩短患者的生存期。TMX1敲减后抑制胶质瘤细胞的增殖,并促进凋确认细节亡。使ROS降低,线粒体膜电位下降,有氧糖酵解(ECAR)下降,影响了线粒体的功能。机制研究表明TMX1通过调控ROS/PI3K/AKT影响细胞增殖和凋亡并影响线粒体功能。