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研究目的： 恶性肿瘤是严重威胁人类生命的疾病之一。对于多数恶性肿瘤患者而言，可采用放化疗及生物免疫治疗等方法来杀死大部分肿瘤细胞，但是却无法从根本上治愈肿瘤。肿瘤干细胞（Cancer Stem Cells，CSCs）学说认为：肿瘤中存在一小群具有自我更新能力、无限分化能力、并形成异质性肿瘤的细胞；这些细胞高度的治疗抗性被认为是导致肿瘤复发和无法根治的首要原因。这一理论为重新认识肿瘤的起源和本质，以及临床肿瘤治疗提供了新的方向和视角。而正常细胞，不论是正常干细胞（Normal stem cells，NSCs）、前体细胞或已分化的细胞向CSCs转化机制的研究都为阐明肿瘤的发生、并为肿瘤的预防、早期诊断及治疗开辟了新路，具有重要的理论及临床意义。课题组前期在体外模拟肿瘤微环境成功将鼠诱导的多能干细胞（Mouse induced pluripotent stem cells，miPS）转化为肿瘤样干细胞（miPS-CSCs）；并用基因芯片的方法筛选出与miPS细胞相比在miPS-CSCs中高表达的DSG2基因，后经qRT-PCR的方法验证了基因芯片的结果的可靠性。DSG2(desmoglein-2)作为桥粒钙粘蛋白家族成员之一，不仅参与细胞间的黏附，维持上皮的稳定；而且还通过参与信号通路的调节，在细胞增殖、凋亡及肿瘤发生中发挥着一定的作用。但是DSG2在miPS细胞向miPS-CSCs转化中的具体机制尚不明确。因此本课题主要研究DSG2和Wnt/β-catenin信号通路在miPS细胞向miPS-CSCs转化过程中的作用及其作用机制。 研究方法及结果： 本研究通过一系列体内外实验发现①应用Western Blot检测发现miPS-CSCs细胞与miPS细胞相比DSG2及Wnt/β-catenin信号通路重要分子的表达均上调，初步证实miPS向miPS-CSCs转化过程中激活了Wnt/β-catenin信号通路。②通过应用Wnt/β-catenin信号通路的激活剂（Wnt3a和CHIR99021）和抑制剂（IWR-1和IWP-2）分别处理miPS和miPS-CSCs细胞，发现DSG2蛋白参与了miPS向miPS-CSCs转化中Wnt/β-catenin信号通路的激活，并且呈正反馈效应。③应用shRNA敲减DSG2基因后，发现miPS-CSCs细胞的体外细胞增殖能力、自我更新能力及体内裸鼠肿瘤形成能力均显著下降。结合以上实验中γ-catenin的表达变化，进一步应用免疫共沉淀及Wnt/β-catenin信号通路激动剂处理敲减DSG2基因的miPS-CSCs细胞，结果表明DSG2可能通过与γ-catenin相互作用，参与Wnt/β-catenin信号通路的激活，影响miPS向miPS-CSCs的恶性转化。 研究结论和意义： 以上研究结果证明了课题组提出的“在miPS细胞向miPS-CSCs细胞转化的过程中，通过上调DSG2激活了Wnt/β-catenin信号通路，从而在细胞的恶性转化中起重要作用”的假说。另外，DSG2不仅可以介导经典Wnt/β-catenin信号通路，也可能通过与γ-catenin的相互作用参与其它信号通路的调节，从而在miPS向miPS-CSCs转化中起作用。对miPS向miPS-CSCs转化的分子机制的研究不仅对于阐明肿瘤的起源和发生具有重要意义，也为基于CSCs的肿瘤治疗开辟新路，具有重要的理论及实践意义。