胶质瘤相关间充质基质/干细胞来源外泌体miR-191通过PTEN/PI3K/AKT信号通路促进胶质母细胞瘤的 proneural-to-mesenchymal 转化

本研究揭示了胶质瘤相关间充质基质/干细胞（GaMSCs）分泌的外泌体（Exos）通过递送miR-191-5p靶向抑制PTEN，激活PI3K/AKT通路，驱动胶质母细胞瘤（GBM）的proneural-to-mesenchymal transition（PMT），为GBM的侵袭性转化机制提供了新靶点。

　　

胶质瘤微环境中的关键信使：GaMSCs外泌体

胶质母细胞瘤（GBM）作为中枢神经系统最具侵袭性的肿瘤，其分子亚型转化——尤其是从proneural（PN）向mesenchymal（MES）表型（PMT）的转变——与治疗抵抗和不良预后密切相关。近年研究发现，肿瘤微环境（TME）中的胶质瘤相关间充质基质/干细胞（GaMSCs）通过旁分泌机制调控这一过程。本研究首次系统阐明了GaMSCs来源外泌体（GaMSCs-Exos）通过miR-191-5p/PTEN/PI3K/AKT轴驱动PMT的分子机制。

GaMSCs-Exos的表征与功能验证

从GBM患者新鲜组织中分离的GaMSCs表现出典型间充质干细胞特征：高表达CD105/CD73/CD90，低表达CD31，并具备成骨、成脂及成软骨分化潜能。通过超速离心法获取的GaMSCs-Exos经纳米颗粒追踪分析（NTA）显示粒径为40-150nm，透射电镜观察到典型双层膜结构，且表面标志物CD9/CD63/CD81阳性。共培养实验证实，PKH26标记的GaMSCs-Exos可被胶质瘤干细胞（GSCs）和U87/U251细胞高效内化。

功能实验表明，GaMSCs条件培养基（GaMSCs-CM）及其外泌体显著增强胶质瘤细胞的增殖、迁移和侵袭能力。在体外三维培养中，GaMSCs-Exos使GSCs的肿瘤球形成效率（SFE）提升2倍以上，直径增大1.5倍。更关键的是，免疫荧光和Western blot分析显示GaMSCs-Exos处理组中MES标志物Vimentin和CD44表达上调，而PN标志物Sox2和Olig2下调，提示PMT的启动。

miR-191-5p的枢纽作用

通过小RNA测序筛选发现，GaMSCs-Exos中miR-191-5p含量较亲本细胞高3-5倍。临床数据分析显示，miR-191-5p在GBM组织中的表达与肿瘤分级呈正相关（CGGA数据库），且高表达患者总生存期显著缩短（P=0.00033）。功能获得/缺失实验证实，miR-191-5p过表达使GSCs的Ki67⁺细胞比例增加2.1倍，Vimentin⁺面积扩大1.8倍；而抑制miR-191-5p则逆转这些效应。裸鼠原位成瘤模型进一步验证，miR-191-5p agomir组肿瘤体积较对照组增大2.3倍（P<0.001），且IHC显示MES表型特征增强。

PTEN/PI3K/AKT通路的调控机制

生物信息学预测结合双荧光素酶报告基因实验证实，miR-191-5p直接结合PTEN mRNA的3'UTR区（结合位点：5'-UGGCUA-3'），导致其翻译抑制。Western blot显示miR-191-5p过表达使PTEN蛋白水平降低60%，同时p-Akt（Ser473）磷酸化水平升高2.2倍。救援实验表明，PTEN质粒共转染可抵消miR-191-5p诱导的PMT表型：在GSCs中，PTEN过表达使肿瘤球直径减少45%，并恢复Sox2⁺细胞比例至对照组水平（P<0.01）。

临床转化意义

对PN与MES亚型GBM患者的配对分析显示，MES组肿瘤组织miR-191-5p ISH信号强度较PN组高3.1倍（P<0.001），且PTEN蛋白表达呈显著负相关（r=-0.759）。该发现为GBM的分子分型提供了新的生物标志物，同时提示靶向GaMSCs-Exos/miR-191-5p/PTEN轴可能成为抑制PMT转化的潜在策略。值得注意的是，现有PI3K抑制剂（如BKM120）联合外泌体分泌抑制剂（GW4869）的协同治疗方案正在临床前评估中。

研究局限与展望

本研究聚焦于GaMSCs-Exos的单因素作用，而实际TME中巨噬细胞、神经元等分泌的exosomal miRNA（如miR-27a-3p、miR-184-3p）同样参与PMT调控。未来需构建多细胞共培养体系，并利用人工智能（AI）模拟外泌体miRNA网络互作，以更全面解析PMT的时空动态规律。此外，基于纳米载体的miR-191-5p antagomir递送系统正在开发中，其血脑屏障穿透效率有待动物实验验证。