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胶质母细胞瘤（GBM）治疗面临化疗和放疗抵抗难题，尤其 GBM 干细胞样细胞（GSCs）的存在导致肿瘤复发。本研究聚焦非连接蛋白 Cx43 与微管互作，发现 JM2 肽可阻断该互作，显著抑制 GSC 存活及荷瘤小鼠肿瘤生长，为 GBM 治疗提供新策略。
在中枢神经系统恶性肿瘤的治疗领域，胶质母细胞瘤（Glioblastoma, GBM）如同难以攻克的 “堡垒”，其极高的恶性程度和治疗抵抗性让医学界束手无策。当前，手术切除、放疗联合替莫唑胺（Temozolomide, TMZ）的多模式治疗虽为标准方案，但患者中位生存期仅约 14.6 个月，即便最新临床研究将生存期延长至 20 个月，也因严格的入组标准难以广泛适用。这一困境的核心，在于 GBM 肿瘤细胞的浸润性生长特性使手术无法彻底清除病灶，更在于肿瘤中存在的 GBM 干细胞样细胞（GBM Stem-like Cells, GSCs）—— 这类细胞凭借自我更新和分化能力，不仅能重现肿瘤异质性，还对化疗药物产生抵抗，成为肿瘤复发的 “种子”。
为突破这一治疗瓶颈，弗吉尼亚理工大学卡里隆分校（Fralin Biomedical Research Institute at Virginia Tech Carilion）等机构的研究人员将目光投向连接蛋白 43（Connexin43, Cx43）这一具有复杂肿瘤调控作用的蛋白。此前研究已发现 Cx43 与 GBM 的化疗抵抗相关，但其在 GSCs 中的具体作用机制尚不明确。研究团队假设，GSCs 中非连接状态的 Cx43 与微管的相互作用可能是维持其恶性表型的关键，并试图通过特异性阻断这一互作，在保留 Cx43 其他功能（如间隙连接形成）的前提下，靶向清除 GSCs。相关研究成果发表在《Cell Death and Disease》。
研究人员采用了多种关键技术方法：利用超分辨率随机光学重建显微镜（Stochastic Optical Reconstruction Microscopy, STORM）观察 GSCs 中 Cx43 与微管的亚细胞定位；通过细胞热转移分析（Cellular Thermal Shift Assay, CETSA）验证 JM2 肽与微管蛋白的结合亲和力；构建患者来源异种移植（Patient-Derived Xenograft, PDX）模型评估 JM2 的体内抗肿瘤效果；运用免疫共沉淀、蛋白质印迹、实时定量 PCR 等技术解析信号通路变化。此外，研究中使用了多种 GSC 细胞系（如 LN229/GSC、VTC-001、VTC-034、VTC-037）及正常人类星形胶质细胞（Normal Human Astrocytes, NHA）作为对照。
Cx43 与微管在 GSCs 中的特异性互作
通过 STORM 成像，研究人员首次在 GSCs 中观察到胞质内 Cx43 与微管的显著共定位，而在分化后的细胞中这种互作明显减弱。免疫共沉淀实验进一步证实，GSCs 中 Cx43 与 β- 微管蛋白的结合水平显著高于分化细胞。这一现象提示，Cx43 通过其羧基末端的微管结合结构域（氨基酸 231-245）与微管直接互作，这种非连接依赖的相互作用可能是 GSCs 维持自我更新能力的关键。
JM2 肽阻断 Cx43 - 微管互作的机制与效果
设计的 JM2 肽包含 Cx43 羧基末端微管结合序列及穿膜结构域，可高效进入 GSCs 并竞争性抑制 Cx43 与微管结合。CETSA 显示，JM2 与 α/β- 微管蛋白的结合亲和力（EC50 约 8 nM）远高于 scrambled 对照肽。STORM 和免疫共沉淀实验证实，JM2 处理后 GSCs 中 Cx43 与微管的共定位显著减少，表明其成功阻断了二者互作。
JM2 对 GSC 存活与自我更新的抑制作用
体外实验显示，JM2 以剂量依赖方式显著降低 GSC 存活率，诱导细胞凋亡（ caspase 3/7 活性升高），并抑制胶质球形成能力及干细胞频率（通过极限稀释分析 ELDA 验证）。值得注意的是，正常星形胶质细胞对 JM2 具有耐受性，表明其对 GSCs 具有特异性毒性。此外，JM2 与 TMZ 联合使用未进一步增强细胞毒性，提示其作用机制独立于传统化疗。
JM2 抑制 Notch 信号通路
Notch 信号通路对 GSC 的自我更新至关重要，其激活可上调 HES 和 HEY 等靶基因转录。研究发现，JM2 处理后 GSCs 中 Notch1 蛋白表达显著降低，HES1 和 HEY1 的 mRNA 水平也随之下降，而 Notch1 转录水平未受影响。这表明 JM2 可能通过干扰微管依赖的 Notch 受体运输或信号转导，间接抑制该通路活性，从而削弱 GSC 的干细胞特性。
JM2 的体内抗肿瘤效应
在 LN229/GSC 和 PDX GBM22 荷瘤小鼠模型中，瘤内注射 JM2 显著抑制肿瘤生长。TUNEL 染色显示，JM2 处理组肿瘤细胞凋亡增加，且生物素标记的 JM2 肽在肿瘤组织中富集，证实其体内靶向性。H&E 染色进一步表明，JM2 处理导致肿瘤结构紊乱，细胞密度降低，而对照肽组肿瘤则持续生长。
研究结论与意义
本研究揭示了 Cx43 与微管的胞质互作是 GSC 维持的关键机制，并开发了首个靶向该互作的肽类药物 JM2。通过阻断 Cx43 - 微管复合物，JM2 不仅抑制 GSC 的自我更新和存活，还能下调 Notch 信号通路，为克服 GBM 治疗抵抗提供了双重作用机制。值得关注的是，JM2 对正常星形胶质细胞无显著毒性，且不影响 Cx43 的间隙连接功能，这为其临床转化提供了安全性基础。
该研究不仅解析了 GSC 维持的新分子机制，更开辟了以 Cx43 - 微管互作为靶点的 GBM 治疗新方向。JM2 作为一种高特异性肽类药物，有望与传统化疗联合应用，延缓肿瘤复发，为延长 GBM 患者生存期带来希望。未来研究可进一步探索 JM2 的体内递送系统（如纳米颗粒载体），以提高其稳定性和靶向性，推动临床前研究向临床试验的转化。
