目的:肾癌是泌尿外科常见肿瘤,在泌尿系统肿瘤中的发病率仅次于前列腺癌和膀胱癌。肾细胞癌的组织分型中以透明细胞癌中最常见,约占全部肾癌70%-80%。局部晚期肾癌和转移性肾癌是肾癌目前临床治疗的难点,因此各种新型的辅助治疗方案被相继开发出来。但是由于肾透明细胞癌本身复杂的肿瘤特征,患者对于同一治疗手段的反应率参差不齐,因此针对肾透明细胞癌患者的特征加以区分进而精确治疗成为当前肾癌治疗的新方向。缺氧是实体肿瘤生长过程中必然面临的障碍,缺氧环境在影响肿瘤代谢的同时也使包括肿瘤微环境在内的一系列肿瘤特征发生了改变。这些改变不仅使肿瘤具有了各自的代谢特征和免疫特征,还进一步影响了肿瘤对药物治疗的反应性。肾癌是典型的实体肿瘤,缺氧相关通路普遍过度激活;因此针对肾透明细胞癌的缺氧表型对患者进行区分,进而评估患者的预后风险和对相关治疗的可能的反应性。TGFBI是缺氧相关基因中的一员,最早在肺腺癌细胞系A549中被发现,主要存在于细胞外基质中,作为细胞因子的一员参与肿瘤微环境的组成和免疫相关调节。TGFBI在肿瘤中的作用获得许多研究关注,许多研究指出TGFBI在有些肿瘤中发挥促癌作用,而有些肿瘤中发挥抑癌作用,而有些肿瘤中发挥抑癌作用且即使在同一肿瘤的不同发展阶段TGFBI发挥的作用也可能完全不同。TGFBI在肿瘤组织中可由多种细胞参与表达,在不同的组织中的主要表达来源也不尽相同。此外发挥TGFBI促癌与抑癌作用的具体机制目前也尚不清晰,虽然许多研究提出了多种可能的机制,但目前并无统一的观点来描述TGFBI的具体功能。因此深入了解TGFBI在肾透明细胞癌中的作用和机制具有较高的创新价值可开拓性。肿瘤的迁移和侵袭能力是肿瘤突破正常组织限制,穿过血管屏障进入血液循环以及发生远端器官转移的关键。TGFBI作为细胞外基质蛋白,有研究指出其参与调节细胞的粘附功能,且许多研究指出TGFBI可以促进肿瘤的迁移与侵袭功能,因此研究TGFBI对肾透明细胞癌侵袭迁移能力的影响有助于明确TGFBI对肾透明细胞癌的促癌作用。肾透明细胞癌有比较明显的血管生成特点,同时也是由于大量肿瘤血管的形成解决了肾透明细胞癌体积增大过程中的缺氧问题。针对肾透明细胞癌的抗血管生成治疗也是目前肾透明细胞癌辅助治疗的一线方案。由于前期研究中大量研究指出TGFBI与肿瘤的血管生成有关,研究TGFBI对肾透明细胞癌血管生成之间的关系是比较可行的研究方向。研究方法:本研究首先利用生物信息学技术基于TCGA数据库和GEO数据库中的肾透明细胞癌样本与癌旁样本基因转录数据进行GSEA富集分析筛选了有价值的肿瘤生物学特征,我们关注到了缺氧基因集,并通过ss GSEA和PCA评分方法对比TCGA实体肿瘤中缺氧表型的富集程度和PCA特征评分之间的差异。接下来,我们通过NMF聚类对TCGA的KIRC样本和E-MTAB-1980的样本进行特征区分并发掘了不同缺氧特征类别的患者的预后差异。对预后不同的缺氧类型样本提取差异的缺氧相关基因,并对基于Lasso-Cox构建基于缺氧相关基因的预后模型。通过分析模型构成基因的预后和表达特征,我们选取了有深入研究价值的基因——TGFBI进行深入研究。通过基于转录数据的免疫特征相关分析,分析TGFBI与免疫细胞间的潜在关联并评估不同缺氧类别患者之间的免疫特征差异。我们基于现有单细胞测序数据集探究构成模型的基因主要的表达来源细胞,进一步探究了TGFBI的表达来源。此外,通过TCGA甲基化数据和SNVs数据我们评估缺氧风险模型及其基因与之的相关性。基于以上的分析和查阅大量文献得到的研究证据,我们首先了收集肾透明细胞癌及其癌旁样本进行了免疫组化,验证TGFBI在肿瘤组织高表达且TGFBI高表达与患者预后不良相关。随后我们基于CCLE数据库和自身收集的细胞系研究了TGFBI在不同肾透明细胞癌细胞系的表达水平差异,选取了769-P和786-O进行后续研究以及实验设计。在体外研究中,我们首先通过缺氧孵箱和Co Cl2构建环境缺氧和化学缺氧,论证了肾癌细胞系与巨噬细胞的TGFBI表达水平与缺氧刺激的关联。并通过外源性加入TGF-β1和TGF-β1抗体中和实验观察TGFBI对TGF-β1刺激的反应。通过siRNA敲低TGFBI和质粒过表达TGFBI以观察TGFBI对肾癌以及巨噬细胞系增殖,迁移和侵袭水平的影响以探究TGFBI在肾癌组织中的潜在功能。此外我们通过外源性加入TGFBI刺激内皮细胞HUVEC,进一步观察了细胞增殖,迁移,侵袭以及细胞出芽和成管能力的变化。结果:基于数据库数据的分析,我们发现缺氧表型在肾透明细胞癌组织中相较正常肾组织普遍高度富集且肾癌的缺氧表型在泛癌水平中具有特异性。聚类分析显示高缺氧特征的肾透明细胞癌患者较低缺氧特征的患者预后不良,基于缺氧相关基因构建的预后模型对患者的预后有一定预测能力且患者预后的独立风险因素。预后模型的构成基因TGFBI在肿瘤中高表达且与预后不良相关且TGFBI表达丰度与肿瘤的纯度负相关。此外,高缺氧特征样本免疫评分高于低缺氧特征样本,巨噬细胞和肿瘤细胞可能参与了TGFBI的表达;患者的缺氧类型与样本的SNVs有一定关联,TGFBI的表达受基因甲基化水平的影响;通过收集的样本的组化和整理临床信息,我们发现TGFBI在肿瘤组织中高表达且TGFBI高表达与预后不良相关,TGFBI在肾癌组织中巨噬细胞可能参与了TGFBI的表达,TGFBI可能主要来源于肾癌细胞。在基于肾癌细胞系的体外研究中我们发现部分肾透明细胞癌细胞系（769-P）的TGFBI表达对缺氧刺激有响应,但本研究中的肾癌细胞系的TGFBI对TGF-β1的刺激均有响应。然而,体外实验中不同类型巨噬细胞的TGFBI表达均对缺氧刺激有响应。细胞实验表明TGFBI可以促进肾透明细胞癌和巨噬细胞的迁移和侵袭,但对增殖无明显影响;外源性的TGFBI可以促进HUVEC细胞的迁移、侵袭、成管和出芽。结论:基于缺氧相关基因的风险评分模型对患者预后有一定评估能力,有助于区分患者的缺氧特征进而精确治疗。TGFBI在肿瘤中高表达并且高表达与预后不良相关。TGFBI主要由肿瘤细胞表达,巨噬细胞也参与了TGFBI的表达;TGFBI在肾癌细胞内的表达受TGF-β1调控,巨噬细胞内的TGFBI表达对缺氧刺激有响应。TGFBI可以促进肾透明细胞癌,巨噬细胞以及内皮细胞的迁移和侵袭,并可促进内皮细胞的出芽和成管。