背景：头颈部恶性肿瘤在全球范围内都是一个威胁健康的重要问题,每年大约有60多万病例被诊断为头颈部恶性肿瘤,大约有35万人死于该疾病。近三十年以来,头颈部恶性肿瘤的发病率越来越高,已经成为了世界范围内的第五大肿瘤及肿瘤相关原因致死的第六大原因。其中头颈部鳞状细胞癌(HNSCC)在所有头颈部恶性肿瘤中所占比例高达85%,拥有多因素化和多相化的发病机制。探讨HNSCC的发病分子机制对充分认识多种致癌因素导致HNSCC发生的根本原因以及开发靶向治疗手段意义重大。EMP1基因与外周髓鞘蛋白-22 (PMP-22)同属一个跨膜家族,在细胞生长、增殖、分化及凋亡中起着重要作用,被认为与肿瘤发生发展具有相关性,但其在HNSCC中的具体作用机制尚缺乏全面深入的研究。近年来,高通量微阵列技术及测序技术快速发展,产生了大量的基因数据,生物信息数量迅速膨胀,为了适应这种高通量基因表达数据的不断增长和人们共享数据的需要,各种数据库应运而生,GEO数据库是NCBI创立的世界上最大的储存高通量分子丰度数据的公共数据库,涉及超过16亿个基因表达丰度数据,广泛覆盖各种生物学内容,且是完全免费共享,运用GEO数据库来分析特定基因表达及其相应的生物学功能已成为目前生物信息学的一个重要组成部分,本研究对GEO涉及HNSCC的数据集进行筛选分析,明确EMP1在HNSCC组织中的表达改变,并分析其与HNSCC患者TNM分期及肿瘤分级等的关系,进一步阐明EMP1在HNSCC发病过程中的作用及相关分子机制。研究方法：(1)我们先在GEO数据库中检索HNSCC相关数据集,并分类检索喉癌、舌癌、口腔癌及鼻咽癌等常见HNSCC相关数据集,仔细筛选相关数据集中的研究对象信息及平台信息,选取检测平台探针包含EMP1基因的数据集,同时数据集研究对象包括HNSCC及正常对照组织、HNSCC患者TNM分期及HNSCC患者肿瘤病理分级信息,将筛选得到的数据库中EMP1基因表达数据进行统计学分析,得出EMP1基因在HNSCC组织及正常对照组织中的表达差异、EMP1基因在不同TNM分期及肿瘤病理分级HNSCC组织中的表达差异； (2)我们选取包含多种头颈部常见部位恶性肿瘤及正常头颈部组织标本的HNSCC组织芯片,免疫组化法检测EMP1蛋白在HNSCC组织及正常对照组织中的表达差异、EMP1基因在不同TNM分期及肿瘤病理分级的HNSCC组织中的表达差异；(3)采用生物工程技术构建EMP1基因过表达载体,转染头颈部鳞癌细胞系,筛选阳性克隆,培养并鉴定其中EMP1基因表达是否明显增高,最终建立EMP1过表达的头颈部鳞状细胞癌细胞株； (4)检测第三部分建立的EMP1过表达细胞株与对照细胞在细胞增殖能力、体外迁移能力等细胞生物学行为的改变,之后,在CCLE数据库中分析并提取在1036肿瘤细胞中与EMP1基因co-expression的基因列表,并在TCGA HNSCC数据库中分析EMP1基因与co-expression基因mRNA水平的相关性,对EMP1 co-expression基因进行GO分析及KEGG pathway分析,最后采用免疫印迹检测EMP1 co-expression基因在EMP1过表达的HNSCC细胞株中的表达变化,明确过表达EMP1基因对头颈部鳞状细胞癌细胞增殖及迁移能力的影响,并初步探讨其中的分子机制。研究结果： (1)我们筛选出符合研究目的的数据集,分析EMP1在HNSCC组织及正常对照组织中的表达水平差异及在不同TNM分期、肿瘤分级的HNSCC组织中的表达差异,结果发现,在数据集GSE6631、GSE58911中, HNSCC组织和正常对照是配对的,EMP1在HNSCC组织中的表达水平显著低于正常对照,p值分别为：<0.0001、<0.0001,在数据集GSE33205、GSE59102、GSE51985及 GSE10774中,HNSCC组织及正常对照组织是来源于不同的患者,EMP1在HNSCC组织中的表达水平也是显著低于正常对照组织,p值分别为：<0.0001、<0.0001、0.0508及0.0114。在数据集GSE30788和GSE39366中分析EMP1在不同TNM分期及肿瘤分级的HNSCC组织中的表达水平差异,结果发现在不同T分期的HNSCC组织中EMP1的表达水平无统计学差异,不同N分期的HNSCC组织中EMP1的表达在两个数据集中结果不一致,在数据集GSE30788中,N+的HNSCC患者组织中EMP1表达水平高于在NO的HNSCC组织中的表达水平,而在数据集GSE39366中,NO与N+的HNSCC组织中EMP1表达水平无统计学差异,对不同肿瘤病理分级的HNSCC组织中EMP1的表达水平分析结果发现,随着分化程度增高,EMP1基因表达水平逐渐增高,差异具有统计学意义,p值分别为：<0.0001和0.0064(2)免疫组化检测INSCC组织芯片中EMP1的表达水平,结果显示EMP1蛋白在正常组织中的表达水平显著高于在HNSCC组织中的表达水平,差异具有显著统计学差异,在不同T分期的(?) INSCC组织中的表达无明显统计学差异,在不同N分期的HNSCC组织中的表达也无明显统计学差异,在高分化HNSCC组织中的表达水平高于在中低分化的HNSCC组织中的表达水平,差异具有显著统计学差异； (3)通过基因工程技术成功构建EMP1过表达载体,转染HNSCC细胞系,筛选并鉴定EMP1高表达INSCC细胞系后,发现HNSCC细胞系的细胞增殖能力明显减弱,48h时吸光度值仅为对照组的50%,差异具有显著统计学意义,同时也发现过表达EMP1后,HNSCC细胞系的体外迁移能力显著减弱,Transwell法检测24h时穿过基底膜的细胞数目分别为：EMP1过表达组(34.8+10.6),空白对照组(83.5+12.1),阴性对照组(73.5+15.3),差异具有统计学意义, (4)在CCLE数据库中分析提取出与EMP1基因c o-expression的相关基因,并在T CGA HNSCC数据库中分析EMP1基因与co-expression基因的RNA表达水平的相关性,结果显示EPHA2、ITGA3及ANXA1 RNA表达水平与EMP1表达具有相关性,差异具有统计学意义,且在细胞实验中,过表达EMP1基因后,EPHA2、ITGA3及ANXA1蛋白表达水平也发生显著改变。研究结论-(1)EMP1基因在HNSCC中的表达水平明显低于在正常对照组织中的表达水平(2)EMP1基因在HNSCC组织中的表达水平随分化程度增高而增高；(3)过表达EMP1后,HNSCC细胞的增殖能力及迁移能力显著减弱,其可能的分子机制与EPHA2、ITGA3及ANXA1表达水平发生改变有关。