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研究目的:酸敏感离子通道ASIC1不仅在中枢和外周神经系统中广泛表达,还在非兴奋性细胞中表达,它们在各种生理过程（如酸味的感应和机械感应）中起着至关重要的作用。ASIC1的活性是由酸性微环境诱导的,这种酸性微环境可能引起许多病理作用,而在某些病理情况下,ASIC1又可能起到伤害介质的作用。恶性肿瘤组织与受损组织的主要特征就是酸性细胞外p H,因此与周围的正常组织相比,肿瘤微环境常常表现出局部酸中毒,许多报道表明酸中毒会加速癌症的侵袭和转移,但是其潜在的分子机制仍不清楚。本课题组前期研究发现小鼠Asic1a基因敲除后能够下调M2型巨噬细胞的极化,其具体调控机制仍在探索中。同时有越来越多的报道表明在许多实体瘤中,肿瘤相关巨噬细胞（TAMs）作为肿瘤微环境（TME）的重要组成部分,TAMs也通常被认为与M2型巨噬细胞非常相似,在肿瘤发生中能够刺激增殖、血管生成、为肿瘤细胞提供免疫屏障来促进肿瘤的发生与发展。我们通过小鼠黑色素瘤在体模型初步探索了Asic1a基因敲除对小鼠皮肤黑色素肿瘤的影响,接下来又使用ASIC1a抑制剂后观察其对肿瘤生长和肿瘤负荷的影响。此外,为了探究人ASIC1基因在临床上对人类肿瘤是否具有相同的作用及其作用的潜在机制,本研究首先通过分析人黑色素瘤单细胞测序数据（GEO数据库数据集:GSE72056）获得ASIC1基因在人黑色素瘤组织浸润巨噬细胞和人黑色素瘤细胞中的表达情况。其次我们利用现有数据库如TCGA（癌症基因组图谱）和GEO（基因表达综合数据库）对ASIC1基因进行泛癌分析,利用多种生物信息学方法分析ASIC1基因在33个肿瘤类型中的表达、临床预后意义及作用机制,以探讨其在抗肿瘤免疫中的作用,为其作为治疗和预防癌症的靶点提供新的支持。研究方法:一、Asic1a基因对黑色素瘤小鼠肿瘤生长的影响1.Asic1a基因敲除抑制黑色素瘤小鼠肿瘤生长通过皮下注射B16黑色素瘤细胞建立小鼠黑色素肿瘤模型以探究小鼠Asic1a基因敲除对小鼠黑色素瘤生长的影响。2.ASIC1a抑制剂抑制黑色素瘤小鼠肿瘤生长将WT小鼠随机分为两组,皮下注射B16细胞建立小鼠黑色素瘤模型,对照组腹腔注射无菌水,实验组腹腔注射ASIC1a抑制剂,观察荷瘤小鼠肿瘤生长情况。二、ASIC1基因与人类肿瘤的泛癌分析1.ASIC1基因表达分析（1）使用基因组浏览器（UCSC）获取ASIC1在人类基因组中的位置信息,使用NCBI查询ASIC1基因详细信息,获取其同源基因信息并查看不同物种ASIC1蛋白的保守结构域,利用COBALT蛋白序列多重比对工具对不同物种的ASIC1蛋白序列进行比对之后得到ASIC1系统进化树。（2）登录人类蛋白图谱数据库（HPA）查看综合了HPA、GTEx和FANTOM5数据库的ASIC1基因在正常组织和细胞中的表达信息。（3）通过肿瘤免疫数据库（TIMER2.0）获得ASIC1基因在TCGA数据库中所有肿瘤与正常组织表达差异图,利用在线肿瘤基因表达和生存分析工具（GEPIA2）联合TCGA数据库和GTEx数据库分析ASIC1基因在肿瘤组织和正常组织差异表达箱形图。（4）利用GEPIA2网站获得ASIC1基因在TCGA数据库全部肿瘤不同病理阶段的表达情况。2.ASIC1基因表达与肿瘤患者生存预后相关性分析（1）登录肿瘤微阵列数据库（Oncomine）获取已报道的ASIC1在各肿瘤中表达水平的meta分析结果。（2）使用GEPIA2在线工具分析ASIC1基因表达水平与TCGA数据库中不同肿瘤患者生存预后之间的相关性,获取总生存期和无病生存期数据。（3）利用在线生存分析网站（KM-plotter）分析ASIC1基因表达水平与GEO数据库中的五种癌症类型患者的生存预后关系。3.ASIC1基因遗传变异分析和免疫浸润分析（1）通过肿瘤基因组学网站（cBio Protal）查询ASIC1基因在TCGA数据库全部肿瘤中的遗传变异特征、蛋白质结构、变异位点和3D结构,再通过该网站获得ASIC1基因变异与皮肤黑色素瘤（SKCM）临床生存预后之间的关系。（2）使用TIMER2.0在线工具分析ASIC1基因表达与TCGA数据库全部肿瘤的免疫浸润的相关性。4.ASIC1基因蛋白互作网络和相关基因的富集分析（1）使用蛋白互作网络分析数据库（STRING）构建与ASIC1相互作用蛋白网络,通过GEPIA2工具筛选出前100个ASIC1相似基因并对ASIC1基因与所选基因进行成对基因Pearson相关性分析。（2）通过R语言软件中“cluster Profiler”包和“ggplot2”包对得到的两组基因数据进行GO功能和KEGG通路富集分析并将结果进行可视化。研究结果:1.成功建立小鼠黑色素瘤模型,Asic1a-/-小鼠肿瘤生长和肿瘤重量明显减小,使用ASIC1a抑制剂后同样能够明显抑制黑色素瘤小鼠肿瘤生长和肿瘤负荷。2.综合HPA、GTEx和FANTOM5数据集显示ASIC1在大多数人类正常组织、细胞中均表达,脑组织中高表达。3.通过分析人黑色素瘤单细胞测序数据结果显示ASIC1在肿瘤浸润巨噬细胞、黑色素瘤细胞和肿瘤相关成纤维细胞中均表达,并且ASIC1在TCGA数据库的大多数肿瘤中高表达,而仅在BRCA（乳腺浸润癌）、KIRC（肾透明细胞癌）、KIRP（肾乳头状细胞癌）和BLCA（膀胱尿路上皮癌）中表达水平低于正常组织。4.ASIC1在ACC（肾上腺皮质癌）、BLCA、KICH（肾嫌色细胞癌）、KIRP和THCA（甲状腺癌）肿瘤不同病理阶段表达水平有显著差异,随肿瘤病理进展表达水平升高。5.Oncomine数据库对肿瘤组织和正常组织的ASIC1表达差异的meta分析显示与正常组相比,ASIC1在脑和中枢神经系统癌症、白血病以及大肠癌中表达更高。6.分析ASIC1基因的表达水平与TCGA数据库中的全部33种肿瘤类型的总生存期（OS）和无病生存期（DFS）的相关性,结果显示:高表达ASIC1与ACC、KIRC、KIRP和UVM（葡萄膜黑色素瘤）的总生存期和无病生存期预后不良有关,低表达ASIC1与LGG（低级脑胶质瘤）、LUSC（肺鳞癌）的总生存期以及LGG的无病生存期预后不良有关。7.KM-plotter分析ASIC1表达与GEO数据库中乳腺癌、卵巢癌、肺癌、胃癌和肝癌生存预后之间存在相关性。8.分析ASIC1遗传变异特征发现ASIC1在ACC中拷贝数扩增频率最高,在UCEC（子宫内膜癌）和SKCM（皮肤黑色素瘤）中发生基因突变频率最高,突变位点信息显示在SKCM中ASIC1基因改变主要类型是错义突变,导致OS、DSS（疾病特异性生存期）和PFS（无进展生存期）预后较差。9.通过在线数据库基于多种统计算法分析TCGA数据库全部肿瘤中ASIC1基因表达水平与肿瘤相关成纤维细胞（CAF）免疫浸润水平呈正相关,而只有在LGG中呈统计学负相关;ASIC1基因表达水平在大多数肿瘤中与CD8+T细胞呈统计学负相关。10.使用R语言软件对ASIC1结合及相关基因进行GO功能生物过程分析显示ASIC1相关基因在共翻译蛋白靶向膜途径、核转录m RNA分解代谢过程、蛋白靶向内质网过程、内质网蛋白质定位的建立过程、病毒转录过程、翻译起始过程和病毒基因表达过程中发挥作用,KEGG通路富集分析显示ASIC1及其相关基因主要在核糖体途径和冠状病毒疾病COVID-19通路中发挥作用。结论:1.Asic1a基因在黑色素瘤小鼠肿瘤的发生发展中具有重要作用,可能成为肿瘤治疗的潜在靶标。2.ASIC1基因在大多数人类肿瘤中表达水平明显升高并且与不同肿瘤病例的预后相关。3.在多数肿瘤中ASIC1基因的表达水平与肿瘤相关成纤维细胞（CAF）免疫浸润水平呈正相关,与CD8+T细胞浸润水平呈负相关。4.ASIC1可能在核糖体合成蛋白质过程中发挥生物学作用,可能在肿瘤基因的表达过程具有潜在影响。