胶质瘤生长通常伴随有利于诱导和维持神经胶质瘤干细胞（GSC）表型的缺氧微环境。由于缺乏异柠檬酸脱氢酶1突变体（IDH1mut）GSC的细胞模型，与IDH1野生型（IDH1wt）GSC相比，在低氧条件下的生物学尚未得到充分研究。因此，我们生长了充分表征的IDH1mut（n=4）和IDH1wt（n=4）GSC系在常氧（20％）和低氧（1.5％）培养条件下并在72小时后收获mRNA。进行转录组分析，并使用癌症基因组图谱（LGGTCGA）的低级别神经胶质瘤群组的表达和临床数据在确认方法中进一步分析缺氧调节基因，并测试可能的存活关联。结果显示，IDH1wt中的全局表达变化比IDH1mutGSC中更明显。然而，当关注已知的缺氧调节的基因组时，富集分析显示在IDH1mut和IDH1wtGSC中具有相当的调节。在IDH1mut的低氧条件下，272个显着上调的基因GSCs通过最小绝对收缩和选择算子（LASSO）算法鉴定了5个基因（LYVE1，FAM162A，WNT6，OTP，PLOD1）的缺氧相关生存评分（HRS评分），该算法能够预测独立于年龄的生存，LGGTCGA队列和伦勃朗数据集中的1p19q共同缺失状态和WHO等级（II对III）。总而言之，我们能够鉴定和验证IDH1mutGSC中新的缺氧相关存活分数，该GSC由5个缺氧调节基因组成，这些基因与患者存活率显着相关，而与已知的预后混杂因素无关。
　　 由于其严重的临床影响，将胶质瘤区分为IDH1wt和IDH1mut肿瘤已成为一个重要的里程碑。而患有胶质母细胞瘤（GBM）的患者，成人中最常见和恶性的胶质瘤，预后较差，通常在目前的标准治疗后约15个月后死亡（最大安全性手术切除，其次是放疗和伴随替莫唑胺的辅助化疗），低级神经胶质瘤（LGG）患者显示更好的临床过程。为了理解在下面的肿瘤生物学差异的国际财团“癌症基因组图谱”（TCGA）中使用来自多个平台的全基因组数据来识别用于GBM和LGG分子亚型与预后相关。主要区别是IDH突变，其在LGG患者中具有高达80％的高发病率，并且在原发性GBM中几乎不存在。功能突变的这个增益导致产生的致癌代谢物2-羟基（2HG），其与许多途径和其相对的外观干涉表明IDH的MUT和IDH1重量胶质瘤实际上生物不同肿瘤类型。
　　 因此，传统的WHO分类已于2016年重新审视，除组织学外还实施了分子标记。在IDH突发胶质瘤中，WHO分类系统根据组织病理学特征区分三个等级（II-IV）。在每个等级中，与IDHwt对应物相比，IDHmut胶质瘤具有明显更好的预后。虽然潜在的机制尚未完全阐明了的发现IDH突变对脑胶质瘤研究[根本性影响。
　　 有一个大体的证据表明，这使人联想起正常神经干细胞，并因此被称为神经胶质瘤干细胞（GSC中）肿瘤细胞的一个亚群被驱动肿瘤的形成和耐化放疗。此外，它们的微环境似乎对观察到的治疗抗性有深远的贡献，尤其适用于低氧张力的影响。缺氧已经被证明可以促进和稳定干细胞样特性，例如侵袭性，分化，增殖，自我更新能力和对放化疗的抗性，并且存在于实体肿瘤中，其中生长超过血管供应和氧合作用。这转化成在子宫颈，头和颈，和软组织肉瘤。在较低和较高等级的胶质瘤中，IDH1状态的分层显示出相互矛盾的结果。虽然一些研究人员报导的缺氧相关的基因的转录激活，其它的描述相反的效果很可能是由于不同的方式方法。由于IDH1是三羧酸（TCA）循环的一部分并且在能量和氧代谢中起主要作用，因此了解缺氧如何改变IDH突变胶质瘤细胞的表型与其野生型对应物相比是至关重要的。
　　 在本研究中，我们培养了源自人IDH1mut和IDHwt肿瘤组织的GSC，而不是人工引入IDH突变的细胞，因此不代表天然遗传背景。这使我们能够获得整个转录组水平的相关见解，并在IDHmutGSCs中鉴定五个缺氧调节基因的基因组，预测患者存活，而不依赖于已知的混杂因素，例如年龄，编码亚型或WHO等级。
　　 为了分析响应于缺氧的转录组变化，我们进行mRNA微阵列，然后进行主成分分析（PCA）。有趣的是，同一GSC品系的缺氧和常氧样品仅显示主成分（PC）1的微小差异，这代表数据中的最高方差，无论其IDH1状态如何。这表明每个神经胶质瘤细胞系的个体遗传背景导致比IDH1状态或氧水平更大的转录组学变化。然而，PC2清楚地区分了IDH1mut（上部区域）和IDH1wt细胞（下部区域）。然而，当分析PC2的差异时，研究者发现IDH1wt细胞中缺氧时PC2的均匀增加，而IDH1mut细胞仅显示出小的移位，与IDH1wtGSC相比显着降低（p=0.028）。）。这表明IDH1mutGSC的全局转录组似乎对氧水平的反应程度远低于IDH1wtGSC。当我们在IDH1mut和IDH1wtGSCs中分析缺氧反应的差异调节基因时，这一假设得以持续（图2）A，B）。在这里，我们在IDH1mutGSCs中发现519个缺氧调节基因（p=0.01，n=272up，n=247down），而在IDH1wtGSCs中，在缺氧条件下调节多达4365个基因（n=1603向上，n=2762向下）。
　　 接下来，我们使用基因集富集分析（GSEA）来测试我们是否可以通过分析公布的缺氧基因特征来重现IDH1mutGSC的低缺氧反应。为此，我们评估了通过基因集变异分析（GSVA）算法形成一组的功能相关基因的协同变化，该算法计算每个样品的富集分数。有趣的是，该分析在IDH1揭示重量和IDH1MUT的GSC，在对比的PCA和差异表达的基因数，缺氧可比较的响应在所有四个先前公布的缺氧有关的基因组。该发现表明即使对IDH1mutGSC的缺氧的反应在转录组水平上确实不太明显，已经观察到被调节的基因对于缺氧条件是特异性的。然而,受调节基因的交叉研究仅揭示了IDH1mut和IDH1wtGSC之间差异表达基因的小重叠。只有18/1857(1.0％)通常上调，而9/3000(0.3％)通常下调。这些结果再次突出了IDH1mut和IDH1wt胶质瘤的生物学的根本差异。