目的:结直肠癌（Colorectal Cancer,CRC）是目前最常见和最致命的癌症之一,结肠腺癌（Colonic Adenocarcinoma,COAD）是CRC中最常见的病理分型。我国高达83%的结直肠癌患者首次确诊时就已处于中晚期,不难看出,结直肠癌的诊治充满着很多挑战。同时,结肠癌的发生发展也是一个非常复杂的过程,涉及到多种细胞活动和各种信号通路。随着肿瘤异质性的逐渐揭示,肿瘤干细胞（Cancer Stem Cells,CSCs）正被认为是肿瘤发生的最初组成部分。然而,COAD干细胞的生长和维持机制尚不清楚。为了更好地描述CSCs的特征,Tathiane M.马耳他等人于2018年发表在《CELL》中根据TCGA中肿瘤细胞和胚胎干细胞的遗传图谱,利用一元逻辑回归（One-class Logistic Regression,OCLR）根据肿瘤的去分化特征提出了一个新的指标——干性指数（m RNA Expression Based Stemness Index,m RNAsi）。本研究通过生物信息学大数据分析结合干性指数,探索与COAD干性特征相关的关键基因,这将有助于后续继续探索COAD干细胞的分子机制,并为COAD未来的诊断和治疗提供一些参考。研究方法:从TCGA数据库下载COAD的RNA测序（RNA-Seq）表达数据以及相应临床信息。从Tathiane M.马耳他的文章附件中获得了TCGA中COAD病例的干性指数m RNAsi数据,分析了COAD中癌症与癌旁样本中的m RNAsi差异性。用log2对COAD的RNA-Seq原始表达数据进行转化,利用R语言中的Limma包进行差异表达基因（DEGS）分析。选择DEGS的标准为:|log2FC|>1,P<0.01,FDR<0.05;利用R中的WGCNA包构建了一个针对DEGS的共表达网络并识别其中的关键模块和基因。利用在线STRING数据库得到干性相关的关键基因的蛋白-蛋白相互作用网络（PPI网络互作图）,并利用R中的corrplot包验证了干性相关的关键基因转录水平上的Pearson相关性。然后,利用R语言中的聚类分析器对挑选出来的干性相关的关键基因进行基因本体（GO）功能注释和京都基因和基因组百科全书（KEGG）分析,探究其参与的生物过程与信号通路。结果:1、COAD组织与正常组织间的DEGs。本研究从Tathiane M.马耳他的文章附件中获得了TCGA中COAD病例的m RNAsi,从TCGA数据库中下载了452个COAD病例的相应临床信息。通过差异分析发现COAD癌组织中的m RNAsi明显高于正常组织。从TCGA数据库中下载COAD的RNA-Seq数据,包括41个正常样本和473个COAD样本,并筛选了COAD组织与正常组织之间的DEGS,通过差异分析我们得到了6478个DEGS,其中4562个上调,1916个下调。2、通过WGCNA进行对m RNAsi相关模块和基因的鉴定。利用WGCNA构建了一个DEGS共表达网络,得到生物基因模块,选择其中正相关系数最大的绿色模块,将选择标准定义为cor.MM>0.8和cor.GS>0.5来筛选得到干性相关的关键基因,筛选得到CHEK1、BUB1、KIF18A、TTK和PLK4这5个干性相关的关键基因。提取每个干性相关的关键基因的具体表达值,绘制热图和盒图,结果表明这5个干性相关的关键基因在COAD组织中明显过表达。3、利用PPI网络等对干性相关的关键基因与蛋白质水平的相关性进行研究。对5个干性相关的关键基因进行相关性分析,发现干性相关的关键基因之间有很强的、有统计学意义的相关性。利用STRING在线工具分析了干性相关的关键基因之间的蛋白质相互作用关系并且分析了在PPI网络中的每个节点基因的边缘数,结果表明每个基因的边缘数相等。4、采用GO和KEGG分析对干性相关的关键基因进行功能注释和通路分析。GO注释显示干性相关的关键基因共同参与的生物过程（BP）主要集中在细胞器裂变、核裂变,有丝分裂核分裂和细胞周期相变的调控等;参与的细胞组成（CC）与染色体区域等相关;参与的分子功能（MF）与蛋白丝氨酸/苏氨酸激酶活性等相关。KEGG富集分析显示干性相关的关键基因参与细胞器裂变、核裂变,有丝分裂核分裂和细胞周期相变的调控等信号通路。结论:筛选得到CHEK1、BUB1,KIF18A、TTK和PLK4这5个与COAD干性特征密切相关的基因,经过基因功能富集得到与COAD干细胞最重要的相关信号通路是细胞周期通路。