开题报告内容：（包括拟研究或解决的问题、采用的研究手段及文献综述，不少于2000字）
多形性胶质母细胞瘤GBM，全称Glioblastoma Multiform，由星形细胞瘤恶变而来，是星形细胞瘤中恶性程度最高的类型，具有高度侵袭性，也是成人中最普遍和致命的中枢神经系统原发性肿瘤。其细胞广泛地浸润正常脑组织，使GBM即使在肿瘤切除手术后仍不可避免地复发。此外，高度异质性是GBM难以治愈的另一主要原因。基于大量GBM患者基因表达谱的研究表明，GBM共有四种亚型，分别被定义为基于PDGFRA、IDH1、EGFR和NF1基因异常的前神经型、神经型、经典型和间质型[3]，但在最新的分类中神经亚型被排除[4]。同一个细胞能表达多种亚型的特征，并且能在微环境中进行亚型转换，这种特质显然显著增加了治疗的难度[3,5]。
胶质瘤干细胞(GSC) 是指神经胶质瘤细胞中所包含的一个亚群，它具有自我更新能力，原位移植实验动物后可形成胶质瘤，是神经胶质瘤中具有干细胞特性的一小部分肿瘤细胞，其在神经胶质瘤的发生，维持，复发和放疗抵抗中起着重要的作用。因此GSC被认为是维持肿瘤存在、驱动异质性和治疗抗性的主要原因。GSC可以从GBM中分离出来，并且复制正常神经细胞的发育谱系[3]。GSC可以保持自我更新和产生分化后代的能力，根据基因特征，它们可分为间质型（mGSC）和前神经型（pGSC）[2]，这两种GSC表现出截然不同的特征。如MES GSC用CD44、ALDH1A3、EGFR、YKL40和GFAP标记，而PN GSC用CD133、CD15、SOX2、OLIG2和EZH2标记[6]。pGSC更倾向于生活在血管周围，而mGSC主要位于坏死的部位附近[7]。并且mGSC在体外和体内都表现得更具有攻击性，同时与预后不良高度相关。据研究，在pGSC和mGSC之间检测到差异激活的不同信号通路：PDGFR-beta;介导的信号通路、NOTCH通路和Wnt通路在PN GSC中被激活；而在MES GSC中，TGF-beta;信号通路、NF-kappa;B信号通路与FOXD-ALDH1A3轴被激活，这些通路对GSC维持相应的亚型有着至关重要的作用，一些途径也参与了PMT和调节细胞对治疗的敏感性[6]。
在肿瘤治疗中，原发型GBM会倾向于发生原神经-间质转化（PMT）的过程，会导致放疗抵抗力增加。同样，pGSC在放化疗期间，原神经相关特征（如CD133、OLIG2）减少，间充质样基因特征（如CD44、YKL40）上调，从而转化为mGSC[8]。研究表明mGSC相对于pGSC对肿瘤治疗具有更高的耐药性。因此，与 pGSC相比，mGSC能够通过放射化疗存活，并最终形成耐药性肿瘤。GSC的PMT往往由多个事件诱导，涉及到信号通路、细胞微环境以及代谢通路的变化。两种转录因子（C/EBPbeta;和Stat3）作为间充质转化的协同启动子和主要调节因子出现，显著提升肿瘤的侵袭性[9]。Hippo通路由一组保守的激酶构成，是一条抑制细胞生长的信号通路。在哺乳动物中，Hippo信号通路上游的膜蛋白受体感受到胞外环境的生长抑制信号后，经过一系列激酶的磷酸化反应，最终作用于下游效应因子YAP和TAZ，YAP和TAZ继而与细胞骨架蛋白相互作用，被滞留在胞质内，不能进入细胞核行使其转录激活功能，从而实现对器官大小和体积的调控，下游的两个因子YAP和TAZ也被证明可以独立发展出mGSC[10]。GSC与TME中的小胶质细胞/巨噬细胞浸润可以激活TNF-alpha;/NF-kappa;B轴，从而诱导间质型分化。而丝氨酸/苏氨酸激酶MLK4可能是激活TNF-alpha;/NF-kappa;B轴的重要因素，同时是维持mGSC生长所必须的因素[11]。
两种GSC亚型的代谢模式也显著不同，pGSC依赖于有氧糖酵解；而mGSC的代谢方式更加灵活，既可以消耗谷氨酰胺提供氧化磷酸化（OXPHOS），也可以消耗葡萄糖来进行糖酵解，这种类型的GSCs更倾向于代谢谷氨酰胺，而不是消耗葡萄糖来启动OXPHOS。糖酵解只有在谷氨酰胺供应不足时才会被激活，而谷氨酰胺的减少会削弱其增殖或自我更新的能力，激活的谷氨酰胺代谢也与GSCs耐药性对放疗有关。因此，与治疗敏感的GSCs相比，治疗耐药的GSCs 消耗更少的葡萄糖，并激活谷氨酰胺[6]。
IGF2BP2编码一种结合胰岛素样生长因子并调控其翻译的蛋白，它在新陈代谢中起着重要的作用，属于胰岛素样生长因子2 mRNA结合蛋白家族（IMPs /IGF2BPs），该家族成员在胚胎发育、肿瘤发生和细胞干性中起重要作用。IGF2BP2在胚胎中高度表达，在成人体内则维持较低的表达水平，它的失调往往与疾病相关，在多种癌症中，IGF2BP2被报道出现了异常的高表达。其在血清中的自身抗体在癌症早期就可以被检测出，被认为是早期癌症诊断的生物标志物[12]。作为一种RNA结合蛋白，IGF2BP2作为转录后的调节因子可以调控mRNA的定位、稳定性以及翻译。N6-甲基腺苷(m6A)是存在于所有高等真核生物中最普遍的的信使 RNA (mRNA) 内部 (非帽) 修饰。最近，IGF2BP2被证明是N6-甲基腺苷(m6A) RNA修饰的阅读器，可以识别和结合靶RNA的m6A位点并增强其稳定性[13]。IGF2BP2通过m6A介导的信号通路已被报道可以增进多种癌症的上皮-间质转化过程。
Caveolin-1是一种细胞表面的穴样内陷（caveolae）中的主要膜内在蛋白，在保持caveolae的完整性、小胞的运输、信号的传导中起一定的作用，是参与小窝（caveolae）作为多种途径的信号平台、不依赖网格蛋白的内吞途径和机械应力传感器等功能的重要蛋白。研究发现，Caveolin-1的表达具有肿瘤阶段的特异性，在肿瘤早期表达较少，而在肿瘤晚期表达较多[14]。本课题组通过对单细胞测序数据分析发现Caveolin-1仅在少数细胞亚群中高表达，而这些亚群的ECM经过了由IGF2BP2介导的重编程。且RIP-seq实验发现，Caveolin-1的mRNA可以与IGF2BP2直接结合。前期研究表明，IGF2BP2是pGSC的标志物之一，表达水平与CAV1（Caveolin-1的编码基因）在GBM中正相关。有趣的是，Caveolin-1正是mGSC的重要标志物。因此，本课题提出假设：IGF2BP2和Caveolin-1在GBM中的过表达参与调控GSCs的PMT过程。
参考文献：
1. Wang L, Babikir H, Muller S, et al. The Phenotypes of Proliferating Glioblastoma Cells Reside on a Single Axis of Variation. Cancer discovery. 2019;9(12):1708-1719.
2. Xing M, Li P, Wang X, et al. Overexpression of p62/IMP2 can Promote Cell Migration in Hepatocellular Carcinoma via Activation of the Wnt/beta;-Catenin Pathway. Cancers (Basel). 2019;12(1):7.
