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胶质母细胞瘤（GBM）恶性程度高、预后差，靶向失巢凋亡（anoikis）和恶性程度的治疗在实体瘤中效果显著但 GBM 相关研究尚不明确。本研究通过多数据库分析及实验验证，发现 COL5A1 可通过调控 Wnt/β-catenin 通路影响 GBM 的失巢凋亡和恶性程度，为 GBM 提供新预后标志物和治疗靶点。
胶质母细胞瘤（glioblastoma, GBM）作为中枢神经系统最常见的原发性恶性肿瘤，被世界卫生组织归类为 IV 级弥漫性胶质瘤，因其高度恶性和极差的预后，患者总体生存期通常不足两年，且几乎所有病例都会出现复发，严重威胁患者生命健康。目前，尽管针对 GBM 的治疗手段不断探索，但临床效果仍不尽人意，因此亟需开发新的有效治疗策略。近年来，失巢凋亡（anoikis）这一特殊形式的细胞凋亡机制成为研究热点，它能防止细胞脱离原有基质以维持组织稳态，但在多种癌症中，肿瘤细胞对失巢凋亡产生抵抗，这成为肿瘤侵袭和转移的关键因素。在弥漫性胶质瘤中，异常浸润往往与高恶性程度和不良临床结局相关，因此靶向失巢凋亡可能为 GBM 的治疗提供新方向。
在此背景下，西安交通大学第一附属医院的研究人员开展了相关研究，旨在探讨 GBM 中与失巢凋亡和恶性程度相关的关键基因及其作用机制。该研究成果发表在《Journal of Neuro-Oncology》，为 GBM 的治疗提供了重要的理论依据和潜在靶点。
研究人员主要采用了以下关键技术方法：首先通过癌症基因组图谱（TCGA）、中国胶质瘤基因组图谱（CGGA）和分子特征数据库（MSigDB）进行生物信息学分析，筛选与 GBM 恶性程度和失巢凋亡相关的关键基因；然后利用免疫组化（IHC）技术检测 GBM 组织样本中目标基因的表达；通过细胞培养构建失巢凋亡模型（在超低附着板中培养细胞模拟脱离条件）和颅内异种移植肿瘤动物模型；运用 RNA 测序分析基因表达差异以揭示潜在机制；采用 RT-qPCR、Western blot 检测基因和蛋白表达水平；通过 Transwell 实验、伤口愈合实验、集落形成实验、CCK8 实验等评估细胞的迁移、侵袭、增殖能力；利用流式细胞术和 Calcein AM/PI 染色检测细胞凋亡情况。
研究结果
COL5A1 是与 GBM 恶性程度和失巢凋亡相关的关键基因
通过 TCGA 和 CGGA 数据库分析，结合加权基因共表达网络分析（WGCNA），发现 COL5A1（V 型胶原蛋白 α1 链）在高等级胶质瘤尤其是 GBM 中高表达，且与患者预后不良显著相关。无论是在肿瘤组织与癌旁组织的对比中，还是在 GBM 细胞系（U373、U87、U251）与正常人类星形胶质细胞（NHA）的对比中，COL5A1 的 mRNA 和蛋白水平均显著上调，提示其在 GBM 恶性进展中起重要作用。
COL5A1 在体内外对 GBM 恶性程度起关键作用
通过慢病毒介导的 shRNA 敲低 COL5A1 表达后，体外实验显示 GBM 细胞的增殖、迁移和侵袭能力均显著降低，体内实验表明敲低 COL5A1 的小鼠生存期延长，神经系统症状发生率降低，进一步证实 COL5A1 对 GBM 恶性表型的维持至关重要。
低附着条件下 COL5A1 缺失进一步增强 GBM 侵袭性降低
在超低附着培养条件下（模拟细胞脱离基质环境），GBM 细胞中 COL5A1 表达显著升高，而敲低 COL5A1 的细胞在该条件下增殖、迁移和侵袭能力下降更为明显，说明细胞脱离基质时 COL5A1 的作用被进一步强化，其可能通过适应细胞脱离环境来维持肿瘤恶性程度。
COL5A1 敲低增强 GBM 细胞失巢凋亡
低附着条件下，敲低 COL5A1 的 GBM 细胞形成的细胞球更小，Calcein AM/PI 染色显示细胞死亡增加，流式细胞术检测到凋亡细胞比例显著升高，同时凋亡相关标志物 cleaved caspase-3 表达增加，Bcl2/Bax 比率降低，表明 COL5A1 缺失通过增强失巢凋亡抑制 GBM 恶性程度。
COL5A1 通过 Wnt/β-catenin 信号通路调控失巢凋亡
RNA 测序和 KEGG 分析显示，COL5A1 敲低后 Wnt/β-catenin 信号通路活性显著降低。Western blot 验证发现，敲低 COL5A1 导致 β-catenin 和 p-GSK3β（Ser9）表达减少，提示 Wnt/β-catenin 通路被抑制。通过添加 LiCl 激活该通路后，敲低 COL5A1 的细胞失巢凋亡抵抗增强，恶性表型恢复，进一步证实 COL5A1 通过调控 Wnt/β-catenin 通路影响 GBM 的失巢凋亡和恶性程度。
研究结论与讨论
本研究首次证实 COL5A1 在 GBM 的失巢凋亡和恶性程度调控中起关键作用。抑制 COL5A1 可通过增强失巢凋亡、抑制 Wnt/β-catenin 信号通路，从而降低 GBM 细胞的增殖、迁移和侵袭能力，为 GBM 提供了一个新的预后相关生物标志物和潜在治疗靶点。尽管研究存在未探讨 COL5A1 过表达效应、具体作用机制需进一步明确等局限性，但其揭示的 COL5A1-Wnt/β-catenin - 失巢凋亡轴为 GBM 的靶向治疗开辟了新方向，有望为改善 GBM 患者预后提供新策略。
