背景:脑胶质瘤是原发性脑恶性肿瘤中发病率最高,治疗最为棘手的疾病。传统的放化疗难以凑效,因此,迫切需要寻找新的治疗方式来改善胶质瘤患者的预后。分子靶向治疗是一种很有前景的治疗方式,但是其高度依赖准确的分子标志物检测和精准的分子分型。迄今为止,尽管多种分子标志物在胶质瘤中被陆续发现,但是由于胶质瘤的高度异质性,仍然需要持续不断的寻找新的分子标志物用于分子分型、预后预测或开发新的靶点。平足蛋白(Podoplanin,PDPN)是一种跨膜黏液型糖蛋白,在肾小球足细胞表面特征性表达,与维持足细胞胞体足突的正常形态有关,在肾小球基底膜的完整性维持和保障正常的肾小球通透性中发挥着重要的寻找更多生理功能。最近研究发现,PDPN同时也在多种恶性肿瘤中异常表达,并且和恶性肿瘤的淋巴结转移及不良预后有关,有作为肿瘤分子标志物的潜在价值。然而,PDPN在胶质瘤组织中的表达特征、和临床病理参数及其与患者生存时间的相关性尚未在组织标本中得到验证;其在脑胶质瘤发生发展中的分子机制、生物学特性及其功能尚未被完全了解。基于以上背景,本研究目的在于探讨以下几个问题:第一,PDPN在胶质瘤中的表达特征及其与临床预后的相关性分析;第二,PDPN在传统组织学分型和2021年第五版世界卫生组织中枢神经系统肿瘤分类(the fifth edition of the WHO Classification of Tumors Belumosudil molecular weightof the Central Nervous System,WHO CNSimmediate early gene5)中的预后预测价值;第三,探索PDPN在胶质瘤发生发展中的生物学功能和可能参与的信号通路。方法:本研究收集了2009年—2016年间安徽医科大学第二附属医院和中国医学科学院肿瘤医院手术治疗的脑胶质瘤标本227例,其中22例有匹配的非肿瘤脑组织。应用免疫组化技术,检测了组织样本中PDPN、IDH、ATRX和p53的表达情况。应用Sanger测序技术检测了组织样本中TERT启动子突变发生情况。采用χ~2检验分析PDPN和IDH、TERT、ATRX、p53、性别、年龄、Karnofsky功能状态评分(Karnofsky performance status,KPS评分)和WHO分级等临床病理参数之间的相关性。按照WHO CNS5分类标准采用IDH、TERT启动子突变和ATRX三个标志物将227例胶质瘤分为IDH突变型星形细胞瘤、IDH野生型胶质母细胞瘤、少突胶质细胞瘤和IDH野生型星形细胞瘤四组。然后,采用Kaplan-Meier法分析了PDPN在传统组织学分类和WHO CNS5分子分型中的预后预测价值。最后,利用Cox回归单因素和多因素分析探索了影响胶质瘤患者预后的主要因素。在功能实验中,我们构建了瞬时敲减PDPN的U87MG和U118MG细胞系,利用CCK-8技术检测了PDPN对胶质瘤细胞增殖能力的影响;利用Transwell体外迁移和侵袭实验,检测了PDPN对胶质瘤细胞迁移和侵袭能力的影响。在动物体内实验中,我们构建了稳定敲减PDPN的U87MG细胞系,应用裸鼠皮下成瘤实验,检测了PDPN对裸鼠皮下成瘤能力的影响。在机制研究中,首先采用GO分析和KEGG分析预测了PDPN的生物学功能和可能参与的信号转导通路。然后,通过敲减PDPN,利用Western blot技术检测了U87MG和U118MG细胞中下游分子的变化情况。最后,采用Akt/mTOR通路激动剂SC79联合PDPN敲减来观察U87MG和U118MG的细胞活力、迁移和侵袭能力,从而探索PDPN可能参与的信号通路。结果:PDPN表达在227例胶质瘤组织中的阳性率为44.9%(WHO 2级28.1%,WHO 3级32.4%,WHO 4级55.1%),在22例配对的非肿瘤脑组织中未检测到阳性表达,PDPN表达阳性率在胶质瘤和非肿瘤脑组织之间具有统计学差异(p<0.001)。PDPN高表达与患者发病年龄(p<0.001)和WHO分级(p=0.001)呈正相关,与性别(p=0.802)和KPS评分(p=0.754)等临床病理参数无明显相关性。此外,PDPN高表达与IDH野生型状态和TERT启动子突变状态呈正相关(p<0.001),与1p/19q联合缺失和ATRX缺失状态呈负相关(p<0.01),和p53无明显相关性(p>0.05)。进一步按照WHO CNS5分类标准分型后发现,PDPN表达阳性率在少突胶质细胞瘤中明显低于星形细胞瘤(11.8%vs48.0%,p<0.004)。PDPN在IDH突变型星形细胞瘤中的阳性率为11.9%,在少突胶质细胞瘤中的阳性率为11.8%,在IDH野生型星形细胞瘤中的阳性率为43.2%,在IDH野生型胶质母细胞瘤中的阳性率为71.3%,不同分子亚型之间的PDPN表达水平存在显著差异(p<0.001)。IDH野生型弥漫性星形细胞瘤(WHO 2-4级)中,PDPN表达阳性率随着WHO分级的升高逐渐增高(2级37.9%、3级53.3%,4级71.3%;p=0.003)。但是,在IDH突变型星形细胞瘤(WHO 2-4级)、少突胶质细胞瘤(WHO 2-3级)和IDH野生型星形细胞瘤(WHO 2-3级)中,PDPN表达阳性率和WHO分级之间无明显相关性。此外,在WHO 4级胶质瘤中,PDPN在IDH野生型胶质母细胞瘤中的阳性率明显高于WHO 4级的IDH突变型星形细胞瘤(71.3%vs 16.7%;p<0.001)。Kaplan-Meier生存分析结果显示,PDPN高表达在低级别胶质瘤组和胶质母细胞瘤组中均与患者的不良预后呈正相关(p=0.004,p=0.001)。按照WHO CNS5分类标准细分后发现,在IDH突变型星形细胞瘤、IDH野生型胶质母细胞瘤和IDH野生型星形细胞瘤中,PDPN高表达患者的总生存时间均显著短于PDPN低表达的患者(p=0.01,p=0.012和p=0.017)。此外,在接受了术后放化疗的低级别胶质瘤和胶质母细胞瘤患者中,PDPN高表达患者的中位生存时间也明显缩短(p<0.001,p=0.001)。单因素Cox回归分析显示,年龄、KPS评分、WHO分级、术后放化疗、IDH、TERT启动子突变、p53和PDPN均是影响患者预后的重要因素。多因素Cox回归分析显示,WHO分级、术后放化疗和PDPN高表达是影响胶质瘤患者不良预后的独立因素。在体外和体内实验中显示,敲减PDPN后可以抑制胶质瘤细胞的增殖、迁移和侵袭能力并且可以抑制裸鼠的皮下成瘤能力。Western blot结果显示敲减PDPN后可以下调p-Akt和p-mTOR的表达,但是不影响Akt和mTOR的表达。使用Akt/mTOR通路激动剂SC79可以部分逆转PDPN敲低对胶质瘤细胞恶性表型的影响,提示PDPN参与了Akt/mTOR信号转导通路,并通过影响Akt和mTOR的磷酸化状态发挥调控作用。结论:PDPN在胶质瘤组织中的表达水平显著高于非肿瘤脑组织。PDPN和IDH野生型状态、TERT启动子突变状态呈正相关;和1p/19q联合缺失、ATRX缺失状态呈负相关;和p53无明显相关性。PDPN在星形细胞中表达水平显著高于少突胶质细胞。在IDH野生型弥漫性星形细胞瘤中PDPN的表达水平和病理级别呈正相关。PDPN高表达和患者的不良预后相关,且是独立的危险因素,可以作为胶质瘤不良预后的预测标志物。敲减PDPN可以抑制胶质瘤细胞的增殖、迁移和侵袭,并在体内抑制胶质瘤的生长。PDPN参与了Akt/mTOR信号转导通路,并通过调控Akt和mTOR的磷酸化状态发挥促癌作用。PDPN有望作为一个潜在的靶点用于胶质瘤的靶向治疗。