靶向胶质瘤干细胞中高表达的Sp1在治疗胶质母细胞瘤中的应用

本发明属于生物医药，具体涉及靶向胶质瘤干细胞(gsc)中高表达的sp1来抑制胶质瘤干细胞的干性及抗凋亡能力在治疗胶质母细胞瘤中的应用。

背景技术：

1、胶质母细胞瘤(glioblastoma，gbm)是最常见的恶性原发脑肿瘤，约占所有胶质瘤的57％和所有恶性原发中枢神经系统肿瘤的48％。尽管近年来对gbm的治疗取得了进展，包括手术、放射治疗、全身治疗(化疗、靶向治疗)和支持护理，但患者总体预后仍然很差，中位生存期小于2年，长期存活率很低。因此亟需开发新的疗法来改善gbm患者的预后。

2、胶质瘤干细胞(glioma stem cells，gscs)在功能上由持续的自我更新和肿瘤起始能力所定义，其特点是广泛的表型异质性、状态可塑性和干性与非干性状态之间的相互转换。gscs侵占颅内空间，逃避免疫监视并且抵抗放化疗，在gbm的发生、发展和耐药中发挥着至关重要的作用。因此靶向gscs是治疗gbm的一种重要策略。

3、突变或失调的转录因子是一类独特的药物靶点，它们介导异常基因表达，包括阻断分化和细胞死亡基因表达程序，这些都是癌症的标志性特征。信号通路中的人类致癌基因比致癌转录因子多得多，这也使得有限的转录因子成为了治疗癌症最直接、最有希望的靶点。另一方面，转录因子对于干细胞维持干性状态发挥了关键作用，而关键的转录因子可以在gscs中重新表达或者激活。因此靶向维持gscs干性状态的转录因子是一种十分有前景的靶点。

4、gscs与神经干细胞(neural progenitor cells，npcs)之间的相似性为靶向gscs的治疗带来了重大挑战。由于gscs和npcs都具有干性特征，并使用相似的分子途径来维持。因此，确定区别gscs与npcs的不同调控机制对于开发靶向gscs的疗法至关重要。

5、然而目前对于gscs是否存在独立于npcs和非干性肿瘤细胞(non-stem tumorcells，nstcs)的特有的转录网络，以及调控gscs特有转录网络的关键转录因子是否上调及维持机制尚不清楚。亟需对调控gscs特有转录网络的转录因子进行深入探究，以期开发靶向胶质母细胞瘤关键转录因子的药物，以应用于临床。

技术实现思路

1、本发明首次提出了胶质瘤干细胞中存在独立于神经干细胞和非干性胶质瘤细胞的转录网络，这为寻找特异靶向胶质瘤干细胞的转录因子提供了基础。

2、本发明还首次提出了胶质瘤干细胞中独特的转录网络是由转录因子sp1发挥主要调控作用的，因此可以通过靶向sp1特异性靶向胶质瘤干细胞，而不损伤正常的神经干细胞。

3、本发明还首次提出了在胶质瘤干细胞中sp1的蛋白水平相对神经干细胞和非干性胶质瘤细胞是高表达的，因此可以通过检测sp1的蛋白水平判断胶质瘤干细胞在肿瘤组织中的含量高低。

4、本发明还提出了sp1的高表达调控着胶质瘤干细胞的干性和抗凋亡的能力。因此sp1是治疗胶质母细胞瘤的潜在靶点。

5、本发明还发现sp1的小分子抑制剂普卡霉素(plicamycin)能够降低胶质瘤干细胞中sp1的蛋白水平，并且抑制其干性及抗凋亡能力。因此普卡霉素可以作为靶向胶质瘤干细胞中高表达的sp1来治疗胶质母细胞瘤的潜在药物。

6、具体来说，本发明提供以下技术方案：

7、一方面，本发明提供检测sp1蛋白水平的试剂在制备胶质母细胞瘤特别是胶质瘤干细胞的诊断和/或预后试剂或组合物或试剂盒中的用途。

8、另一方面，本发明提供胶质母细胞瘤特别是胶质瘤干细胞的诊断和/或预后试剂或组合物或试剂盒，其特征在于，所述试剂或组合物或试剂盒包括检测sp1蛋白水平的试剂。

9、在一些实施方案中，检测sp1蛋白水平的试剂为抗体，优选sp1兔抗体。

10、另一方面，本发明提供sp1的抑制剂在制备抑制胶质母细胞瘤特别是胶质瘤干细胞的干性和抗凋亡能力的药物或药物组合物中的用途。

11、另一方面，本发明提供抑制胶质母细胞瘤特别是抑制胶质瘤干细胞的干性和抗凋亡能力的药物或药物组合物，其特征在于，所述药物或药物组合物包括sp1的抑制剂。

12、在一些实施方案中，所述sp1的抑制剂为降低sp1蛋白水平的普卡霉素。

13、优选地，小分子抑制剂普卡霉素通过抑制胶质瘤干细胞的干性和抗凋亡能力从而杀伤胶质瘤干细胞来治疗癌症。

14、优选地，小分子抑制剂普卡霉素浓度依赖性地抑制sp1的蛋白水平且杀伤胶质瘤干细胞。

15、优选的，所述小分子抑制剂普卡霉素的分子式为c52h76o24。

16、另一方面，本发明提供治疗胶质母细胞瘤的方法，所述方法包括向需要其的受试者施用有效量的降低sp1蛋白水平的抑制剂。

17、另一方面，本发明提供非治疗目的的抑制胶质瘤干细胞的成球数量或成球大小或增殖能力的方法，其特征在于，所述方法包括向胶质瘤干细胞施加有效量的降低sp1蛋白水平的抑制剂。

18、另一方面，本发明提供抑制胶质瘤干细胞的成球数量或成球大小或增殖能力的药物或药物组合物，其特征在于，所述药物或药物组合物包括sp1的抑制剂。

19、另一方面，本发明提供区分胶质瘤干细胞和神经干细胞的方法，其特征在于，所述方法包括检测待测细胞的sp1蛋白水平，并与参照神经干细胞的sp1蛋白水平进行比较的步骤，如果所述细胞的sp1蛋白水平高于所述参照神经干细胞，则将所述细胞判定为胶质瘤干细胞。

20、定义

21、sp1：specificity protein 1属于含有dna结合蛋白的c2h2型锌指家族，sp1可高亲和力地结合富含gc的基序，并调控大量哺乳动物基因的表达。sp1控制着大约6000个基因的激活，大约占人类基因组的三分之一。

22、普卡霉素(plicamycin)：普卡霉素是一种选择性和特异性的sp1转录因子抑制剂，通过诱导蛋白酶体依赖性降解来降低sp1蛋白，结构式如下：

23、

24、cck-8：用于简便而准确计量细胞存活数目的试剂。

25、ic50：小分子抑制剂杀伤胶质瘤干细胞50％时的药物浓度。

26、小分子抑制剂：一类能够靶向作用于蛋白，降低蛋白活性或阻碍生化反应的、分子量小于1000道尔顿的有机化合物分子，广泛应用于信号通路的研究。

27、神经干细胞：指具有分化为神经元、星形胶质细胞和少突胶质细胞的能力，能自我更新并能提供大量脑组织细胞的细胞群。其可以作为胶质瘤干细胞的正常对照，探究其恶性特征的来源及分子机制。

28、成球数量：指肿瘤干细胞形成干细胞球体的数量，衡量肿瘤细胞干性的金标准之一。

29、成球大小：指肿瘤干细胞形成干细胞球体的大小，衡量肿瘤细胞干性的金标准之一。

30、有益效果

31、本发明首次证明了在胶质母细胞瘤的胶质瘤干细胞中有着高的sp1蛋白表达，并且sp1作为一个转录因子，在胶质瘤干细胞中调控着独特的转录网络来维持干性和抗凋亡能力。通过靶向胶质瘤干细胞中sp1的高蛋白水平可以有效的抑制胶质瘤干细胞，并且不损伤正常的神经干细胞。因此高的sp1蛋白表达可作为胶质瘤潜在的治疗靶点，具有良好的实际应用价值。

32、本发明通过对测序数据进行分析发现，胶质瘤干细胞中有着独立于神经干细胞和非干性胶质瘤细胞的转录网络，并且这种网络主要由sp1调控。进一步验证了sp1在胶质瘤干细胞中在蛋白水平存在显著高表达。因此可以通过靶向胶质瘤干细胞中高蛋白水平的sp1，靶向胶质瘤干细胞中特异存在的转录网络，从而避免影响正常细胞导致的副作用。

33、不同于以往sp1在胶质瘤细胞中相对于癌旁组织高表达的报道，本发明首次发现sp1在胶质瘤干细胞中相对于胶质瘤细胞是高表达的，而且sp1在胶质瘤干细胞干性维持以及抗凋亡能力中发挥关键作用，说明sp1在通过胶质瘤干细胞促进胶质母细胞瘤进展中至关重要，因此高表达的sp1是用于治疗胶质母细胞瘤的非常有前途的一个靶点。普卡霉素作为可抑制转录过程的干扰素而被用于部分癌症的治疗。本发明明确了普卡霉素的具体机制之一是通过降低sp1的蛋白水平来实现的，并且在细胞系水平验证了其用于治疗胶质母细胞瘤的潜力。

34、本发明验证了普卡霉素确实以时间依赖性降低sp1的蛋白水平并且影响胶质瘤干细胞的干性和抗凋亡能力。

35、神经干细胞自身的sp1表达量很低，本发明验证sp1在胶质瘤干细胞中相对于神经干细胞高表达，所以施加普卡霉素会对胶质瘤干细胞产生较大的影响。