研究背景:口腔鳞状细胞癌(Oral Squamous Cell Carcinoma)是头颈部常见的恶性肿瘤,约占口腔头颈部恶性肿瘤的95%,是全世界第六大常见的癌症,每年新增约30万例。外科治疗仍然是其主要的治疗方法,而在晚期病例中,可以同时使用放疗或化疗等辅助治疗。尽管这些方法在临床治疗口腔鳞状细胞癌方面取得了一些进展,但其总体存活率仍然普遍较低,约为50-60%。这主要是因为在一些临床调查中,多达50%的病例出现淋巴结转移,其中近50%的病例出现迟发性诊断。因此口腔鳞状细胞癌仍然是世界范围内具有挑战性的公共卫生问题,但调控口腔鳞状细胞癌发生发展的分子机制尚不清楚。本课题旨在通过基因芯片及生物信息学方法筛选出口腔鳞癌的关键候选基因,并深入探究口腔鳞状细胞癌发生发展的分子机制。材料方法:第一部分从基因表达数据库(GEO)和TCGA数据库中下载mRNA基因芯片GSE31056、GSE2280、GSE37991和癌症基因组图谱(TCGA)头颈癌的概况。使用R语言比较和鉴定OSCC组织与正常对照之间差异表达的基因(DEGs)。然后对常见的DEGs进行基因本体(GO)富集分析、路径分析、蛋白质-蛋白质相互作用(PPI)网络分析。第二部分利用GeneBank、STRING以及DAVID等数据库对候选基因CXCL13与SPP1基因进行进一步分析,探究其在口腔鳞状细胞癌发生发展中所发挥的分子机制,为未来可能的靶向治疗药物的开发提供理论基础。结果:芯片数据GSE31056共揭示差异基因表达差异2.5倍以上15724个,大于等于1为上调表达,小于等于-1为下调表达,其中上调1340个,下调1213个;芯片数据GSE2280共揭示差异基因表达差异2.5倍以上3328个,其中上调455个,下调314个;芯片数据GSE37991共揭示差异基因表达差异2.5倍以上2191个,其中上调841个,下调675个。对于关键基因SPP1与CXCL13分析揭示,SPP1主要参与细胞外基质、细胞因子活动、炎症反应、成骨细胞分化、细胞粘附等分子机制与生物功能,参与ECM受体协作、PI3K-Akt信号通路以及细胞黏附等过程。CXCL13参与慢性炎症反应、整合素活化正调控、T细胞趋化性、内皮细胞趋化成纤维细胞生长因子、GTPase活性活化、整合素介导的细胞粘附正调节、淋巴结发育、细胞增殖调节等分子机制与生物功能,同时参与细胞因子受体相互作用、趋化因子信号通路。结果还揭示了 CXCL13与SPP1蛋白与蛋白互作网络。而且SPP1在鳞状细胞癌、炎症、糖尿病等十余种类型疾病中均存在一定程度的相关性,其转录因子、相关非编码RNA等;而CXCL13也与炎症反应、淋巴瘤、自身免疫疾病等密切相关。结论:研究揭示MMP家族、COL11A1、CA9、SPP1以及CXCL13等基因在口腔鳞状细胞癌发生发展中可能起着重要作用。同时也筛选出一些口腔鳞状细胞癌相关的潜在的分子标记物,其中包括SPP1,CXCL13,并通过生物信息学的方法对其结构和功能进行初步研究。通过基因芯片和生物信息学口腔鳞状细胞癌相关基因的分析及分子标记物的筛选,为研究口腔鳞状细胞癌发生机制、诊疗方案的制定提供了一些新思路。