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背景与目的:在前期研究中,通过全外显子组测序,在一个双源癌家系中筛选到体细胞突变候选基因NDUFS7,突变位点为chr19:1393289(G>C)(R168S),并初步通过软件预测出该突变位点具有致病性,而NDUFS7基因与肿瘤相关的研究鲜有报道,NDUFS7基因在肿瘤发生发展中的作用值得深入研究。高通量测序技术广泛应用之后,为研究人员提供了大量的生物学和临床数据,通过R语言、在线分析平台等对大数据进行分析,能为功能实验提供依据。本研究通过生物信息分析及细胞实验途径对NDUFS7基因的功能开展初步研究,重点研究NDUFS7在肿瘤发生发展中的作用。本研究目的为:(1)研究NDUFS7基因表达与肿瘤发生发展及肿瘤临床特征之间的关系;(2)研究基因R168S位点突变与肿瘤发生发展之间的关系;(3)分析NDUFS7在相关肿瘤细胞中的表达水平及NDUFS7过表达对肿瘤细胞增殖、侵袭、迁移的影响;(4)分析野生型及突变型NDUFS7蛋白结构特点;(5)研究NDUFS7作用的富集通路及药物敏感性。方法:(1)临床相关性分析:1)通过HPA、GEPIA、UALAN数据库分析NDUFS7在不同肿瘤、不同组织和细胞系的表达;2)利用Kmplot分析NDUFS7基因表达水平与肿瘤生存预后的关系,利用TCGA数据、采用R x64 3.6.2进行多因素COX分析,分析NDUFS7与肿瘤临床特征的相关性;3)通过c Bio Portal和Gsca分析NDUFS7在肿瘤样本中的突变并利用SIFT和Poly Phen对突变进行致病性预测;(2)功能实验:1)以质粒为模板一步法定点突变,获得点突变质粒,使用慢病毒感染技术使CAPAN-2细胞过表达NDUFS7和R168S位点突变的NDUFS7,RT-PCR和Western blot检测NDUFS7的表达水平;2)CCK-8实验、Transwell小室侵袭实验和细胞划痕实验分别检测NDUFS7对肿瘤细胞增殖、侵袭、迁移能力的影响;3)NCBI和Uniprot数据库分别检索NDUFS7基因序列和蛋白序列,利用I-TASSER对野生型和突变型蛋白质完成三级结构建模,并使用TM-align对野生型和突变型蛋白结构完成叠合分析,使用Pymol软件分析和显示结果;(3)分子机制研究:1)GSEA软件利用KEGG网站数据分析NDUFS7基因富集的相关功能;2)Gsca Lite在线数据分析工具,分析NDUFS7基因表达与突变数据,得到突变结果图和通路图,并完成药物敏感性分析。结果:(1)临床相关性分析结果:NDUFS7在U-266细胞中表达最高;NDUFS7在OV、COAD、KIRC中的蛋白表达显著低于正常组织,LUAD中的蛋白表达显著高于正常组织;NDUFS7在LIHC、LUAD、CESC、BLCA、PAAD中高表达与生存预后呈显著正相关,而与KIRC患者生存预后呈显著负相关;多因素COX分析提示NDUFS7表达水平是PAAD和KIRP肿瘤患者预后的独立风险因子;NDUFS7基因表达水平与KIRP、PAAD、BLCA淋巴转移显著相关,且都表现为高表达患者不易转移;NDUFS7基因表达与PAAD、BLCA分期负相关;SIFT、Poly Phen预测结果显示NDUFS7的R168S位点突变具有高致病性。(2)功能实验结果:CAPAN-2细胞NDUFS7表达水平显著低于HPDE6-C7、HEK293T、Daudi、MCF-7细胞;NDUFS7过表达降低CAPAN-2细胞的增殖速度、侵袭能力和迁移能力;NDUFS7(R168S)突变并未影响蛋白结构。(3)分子机制研究结果:NDUFS7影响代谢途径、GABA能突触的作用;NDUFS7抑制RAS/PI3K/AKT-m TOR和RTK-RAS-Raf-MAPK等信号通路;Phenformin、FK866等药物与NDUFS7表达负相关,Cetuximab、Erlotinib等药物与NDUFS7表达正相关。结论:(1)NDUFS7通过抑制RAS/PI3K/AKT-m TOR和RTK-RAS-Raf-MAPK等信号通路,影响呼吸链的电子传递、ATP合成等过程影响代谢途径,从而影响部分肿瘤的发生;(2)NDUFS7基因R168S位点突变未影响蛋白结构,突变如何影响其功能还有待研究;(3)本研究初步明确NDUFS7对肿瘤的影响,对后续研究提供基础。