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目的:胶质母细胞瘤是最常见的原发性颅内肿瘤。肌动蛋白细胞骨架调节分子—Arp2/3复合体对胶质瘤细胞运动和迁移至关重要,促进肿瘤侵袭。本研究旨在研究肌动蛋白细胞骨架是否参与维持干细胞表型,及其干细胞表型维持过程中的作用。内容:探究胶质瘤干细胞在原发胶质母细胞瘤中的存在和分布形式。研究干细胞标志物在胶质瘤干细胞中的表达水平,评价胶质瘤干细胞的自我更新能力。检测Arp2/3复合体是否参与胶质瘤干细胞表型的维持,以及潜在调控机制。方法:收集14例胶质母细胞瘤患者肿瘤中心区域的组织标本,利用免疫组织化学染色检测干细胞标志物(CD133,Nestin,Notch1和Delta-like1)和细胞分化标志物(GFAP和Tu J1)在肿瘤细胞中的表达水平和分布情况。免疫磁珠分选技术富集CD133+U87-MG和U251-MG胶质瘤干细胞,采用三维胶质瘤细胞球培养获得具有自我更新能力的胶质瘤干细胞。Western blot、免疫荧光染色和单细胞成球实验分别用来检测干细胞标志物在体外CD133+胶质瘤细胞球中的表达及其自我更新能力。综合干细胞标志物表达水平和自我更新能力评价胶质瘤干细胞表型。利用慢病毒载体shRNA敲低Delta-like1(DLL1)和Arp2,以及Arp2/3复合体特异性抑制剂CK636,探究其对胶质瘤干细胞表型维持的作用。同时应用分离亚细胞蛋白的Western blot和免疫荧光染色检测敲低Arp2对DLL1亚细胞定位的影响。建立颅内原位种植稳定表达荧光素酶的CD133+U87-MG胶质瘤细胞的裸鼠模型,验证敲低Arp2对胶质瘤干细胞体内成瘤能力的影响。结果:原发胶质母细胞瘤患者肿瘤标本中,CD133+、Nestin+、Notch1+和DLL1+肿瘤干细胞聚集形成管状结构,GFAP+和TuJ1+肿瘤细胞呈片状聚集于远离上述管状结构的区域,进一步的免疫荧光染色显示Notch1和DLL1共表达于上述肿瘤干细胞,部分位于管状结构内的DLL1+肿瘤细胞同时表达内皮标志物CD31。体外实验中,流式细胞术检测经过免疫磁珠分选后的CD133+U87-MG细胞比例为84.70±2.70%,CD133+U251-MG细胞比例为74.23±2.43%。CD133+细胞在干细胞培养基中形成三维胶质瘤细胞球,Western blot和免疫荧光染色显示CD133+胶质瘤细胞球干性标志物CD133和Nestin,Notch通路组分Notch1、NICD1和DLL1的表达水平显著高于10%血清培养贴壁生长未经筛选的胶质瘤细胞,细胞分化标志物GFAP和TuJ1的表达水平则显著降低。shRNA敲低DLL1显著降低U87-MG和U251-MG胶质瘤细胞球干性标志物CD133和Nestin表达,降低Notch通路活性(NICD1和HES1表达下降),GFAP和TuJ1表达水平显著升高;shDLL1还显著降低了胶质瘤干细胞的单细胞成球能力(p<0.05)。shRNA敲低Arp2和抑制剂CK636抑制U87-MG和U251-MG胶质瘤细胞片状伪足形成,同时显著降低CD133、Nestin、NICD1和HES1,升高GFAP和TuJ1的表达水平,shArp2和CK636还还显著降低了胶质瘤干细胞的单细胞成球能力(p<0.05)。然而,同时敲低DLL1和Arp2未进一步降低CD133、Nestin、NICD1和HES1,升高GFAP和TuJ1的表达水平,未进一步降低单细胞成球能力,但外源可溶性DLL1却恢复了敲低DLL1和Arp2引起的干细胞表型的缺失。潜在机制是Arp2/3复合体维持DLL1的亚细胞定位,Western blot和免疫荧光染色提示shArp2和CK636降低细胞膜上DLL1的表达,增加了细胞质中DLL1的表达。颅内原位种植模型中,敲低Arp2显著降低CD133+U87-MG胶质瘤细胞的致瘤能力。结论:Notch配体DLL1依赖于细胞骨架调控分子Arp2/3复合体,维持Notch通路活性,进而维持胶质瘤干细胞表型。细胞骨架参与胶质母细胞瘤干细胞表型的调控过程,为靶向肿瘤侵袭迁移的治疗策略提供理论支持和创新思路。