摘要目的探讨Polo样激酶4(Plk4)在脑胶质瘤中的表达特征、生物学功能及其相关分子机制。方法纳入癌症基因组图谱(TCGA)数据库(689例)、中国胶质瘤基因组图谱(CGGA)数据库(693例)中脑胶质瘤患者的胶质瘤样本的转录组和临床数据，纳入基因型和基因表达量关联(GTEx)数据库中正常脑组织标本的转录组数据(255例)。比较脑胶质瘤标本与正常脑组织中，以及不同病理学分级脑胶质瘤标本中Plk4 mRNA表达量的差异；采用log-rank检验法比较Plk4 mRNA低表达组与高表达组患者总生存期的差异。取人星形胶质细胞、U87、LN229、U251及A172细胞株行相关研究。采用小干扰RNA(siRNA)转染法敲低U87和LN229细胞中Plk4的表达；采用实时荧光定量聚合酶链反应法检测Plk4 mRNA的表达；采用蛋白质免疫印迹法检测Plk4蛋白的表达；采用EdU实验和Transwell实验观察Plk4对胶质瘤细胞增殖、迁移及侵袭能力的影响。取4周龄雌性BALB/c-nu裸鼠20只，将U87细胞注射于小鼠腹部制备胶质瘤异种荷瘤模型，观察Plk4敲低组(肿瘤内注射siRNA-Plk4，n＝10)与无义序列组(肿瘤内注射无序列Plk4，n＝10)治疗21 d(7次)后肿瘤体积和重量的差异。取敲低Plk4的U87细胞，采用蛋白组学和磷酸化组学的关联分析方法探讨Plk4在胶质瘤中的生物学功能及其分子机制。结果与星形胶质细胞相比，U87、LN229、U251及A172细胞株中Plk4 mRNA的表达水平均升高；TCGA联合GTEx数据库数据分析显示，低级别胶质瘤及胶质母细胞瘤标本中Plk4 mRNA的表达量均高于正常脑组织；对CGGA数据库中标本的分析显示，Plk4 mRNA的表达量随世界卫生组织(WHO)病理学分级的升高而升高；2个数据库中Plk4 mRNA高表达组患者的总生存期均短于低表达组患者。EdU实验显示，敲低Plk4表达的U87和LN229细胞的EdU阳性率均低于其无义序列细胞。Transwell实验显示，敲低Plk4表达的U87和LN229细胞的穿胶数和迁移数均低于其无义序列细胞。体内实验结果表明，Plk4敲低组的裸鼠皮下肿瘤的生长速度明显慢于无义序列组。上述数据比较差异均有统计学意义(均P<0.01或0.05)。在蛋白组学分析中，共鉴定到428个差异表达蛋白。在磷酸化组学分析中，共鉴定到1 180个差异表达的磷酸化肽段，对应于728个磷酸化蛋白。将蛋白组学和磷酸化组学的结果进行关联分析后发现，蛋白组学和磷酸化组学关联上2 197个蛋白，其中66个只在蛋白水平有改变，590个只在磷酸化水平有改变，25个在蛋白和磷酸化水平均有改变。对只在磷酸化水平有改变的590个蛋白进行基因本体(GO)功能注释和京都基因与基因组百科全书(KEGG)通路富集分析发现，590个蛋白的功能主要为细胞进程和生物学调控等，主要富集的通路是志贺菌病和神经退行性变途径等。结论Plk4 mRNA在脑胶质瘤中呈高表达，可能与患者的预后有关；其机制可能通过细胞进程等信号通路促进胶质瘤细胞的增殖、迁移和侵袭有关。Plk4可能是脑胶质瘤诊断和预后的分子标志物和药物治疗潜在的靶点。
