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研究背景:头颈部鳞状细胞癌（Head and Neck Squamous Cell Carcinoma,HNSCC）是世界上第六常见的恶性肿瘤,主要的危险因素有吸烟、饮酒和人乳头状瘤病毒（Human papillomavirus,HPV）感染。头颈部鳞状细胞癌起病隐匿,大多数患者在首诊时已处于晚期。虽然以手术治疗、放射治疗和单纯全身化疗为主的治疗手段在不断发展,头颈部鳞状细胞癌患者生存率仍较低。目前迫切需要有效的生物标记物来评价头颈部鳞状细胞癌的预后情况。越来越多的研究表明嘌呤代谢异常与肿瘤关系密切,次黄嘌呤鸟嘌呤磷酸核糖基转移酶 1（hypoxanthine phosphoribosyl transferase 1,HPRT1）在嘌呤补救合成途径中起重要作用,然而其在头颈部鳞状细胞癌中是否存在表达异常及其分子机制与转化医学意义尚未被阐明。研究目的:通过生物信息学、分子生物学和临床病例特征分析相结合,探讨HPRT1在头颈部鳞状细胞癌中的转录及表达水平,分析其与患者临床病理特征的关系,探讨HPRT1在头颈部鳞状细胞癌中可能的作用机制,探寻新的肿瘤标志物和治疗靶点的新策略。研究方法:1.通过Oncomine数据库分析HPRT1在头颈部鳞状细胞癌等多种恶性肿瘤中的转录水平。2.通过TCGA数据库分析HPRT1的转录水平与头颈部鳞状细胞癌患者临床病理参数的关联。3.通过免疫组织化学染色方法验证HPRT1基因编码的蛋白表达水平在头颈部鳞状细胞癌组织中异常表达。4.通过K-M plotter数据库分析HPRT1转录水平与头颈部鳞状细胞癌患者预后的可能关联。5.通过 GEPIA（Gene Expression Profiling Interactive Analysis,基因表达谱交互分析）工具探讨HPRT1转录水平对头颈部鳞状细胞癌患者的预后影响。6.通过COSMIC与cBioportol数据库及工具分析HPRT1在头颈部鳞状细胞癌中的基因突变情况。7.通过KEGG-Pathway分析寻找HPRT1基因可能影响的功能和通路。8.通过Transwell体外细胞侵袭实验观察头颈肿瘤细胞侵袭能力,划痕实验观察头颈肿瘤细胞的迁移能力,增殖实验研究HPRT1基因与头颈肿瘤细胞增殖能力的关系。研究结果:1.HPRT1在多种类型人类恶性肿瘤中异常转录。通过Oncomine数据库,发现HPRT1在多种类型的人类恶性肿瘤中存在转录异常。2.HPRT1在头颈部鳞状细胞癌中转录上调。通过整合Oncomine数据库,TCGA数据库关联的UALCAN工具发现HPRT1在头颈部鳞状细胞癌中转录上调。3.HPRT1蛋白在头颈部鳞状细胞癌组织中过表达。通过免疫组化分析发现HPRT1蛋白在头颈部鳞状细胞癌组织中表达上调。4.HPRT1基因的转录上调与患者高T分期及淋巴结转移相关。通过分析TCGA数据库,头颈部鳞状细胞癌患者HPRT1转录水平与患者临床病理特征的关系,提示HPRT1基因的转录上调与患者高T分期及淋巴结转移相关。免疫组化验证结果未发现HPRT1表达与头颈鳞状细胞癌患者临床病理特征相关。5.HPRT1基因的高转录与头颈部鳞状细胞癌患者的不良生存预后相关GEPIA和K-M plotter数据库提示HPRT1基因的异常高转录与头颈部鳞状细胞癌患者较低的总生存期（overall survival,OS）及较低的无病生存期（disease free survival,DFS）相关。6.HPRT1基因突变在头颈部鳞状细胞癌中发生率低且与预后无关。通过COSMIC和cBioPortal,研究HPRT1在头颈部鳞状细胞癌中的突变情况,发现基因突变率较低。进一步利用K-M plotter数据库分析发现HPRT1突变与患者的OS和DFS均无关。7.HPRT1基因主要参与嘌呤代谢,药物代谢-其他酶和次黄嘌呤磷酸核糖基转移酶等过程。通过KEGG途径富集分析,发现HPRT1主要参与嘌呤代谢,药物代谢-其他酶和次黄嘌呤磷酸核糖基转移酶等过程。8.敲低HPRT1基因降低喉癌细胞的侵袭能力,但不影响细胞迁移运动及增殖。建立敲低HPRT1基因的喉癌细胞系,通过Transwell体外细胞侵袭实验发现敲低HPRT1基因降低喉癌细胞的侵袭能力。划痕实验与增殖实验发现敲低HPRT1基因并不改变喉癌细胞的迁移能力与增殖能力。研究结论:1.HPRT1在头颈部鳞状细胞癌组织中转录和表达上调。2.头颈部鳞状细胞癌中HPRT1转录上调提示患者高临床T分期、淋巴结转移以及不良的生存预后。3.HPRT1基因在头颈部鳞状细胞癌中存在低频突变,基因突变可能不是HPRT1基因在头颈部鳞状细胞癌中异常转录和表达的主要原因。4.HPRT1基因增强喉癌细胞的侵袭能力。综上所述,本研究显示嘌呤代谢的关键基因HPRT1在头颈部鳞状细胞癌中异常高转录及表达,并且提示患者的较高的临床分期和较差预后,且HPRT1基因增强喉癌细胞的侵袭能力。提示HPRT1可能在头颈部鳞状细胞癌的发生发展中起重要作用,HPRT1基因可能是头颈部鳞状细胞癌的诊断、预后的肿瘤标志物。