研究背景和目的:食管癌是中国最常见的消化道肿瘤。最新的肿瘤流行病学资料显示，我国食管癌年发病率为47.79/10万人，位居各类恶性肿瘤第三位，年死亡率为37.5/10万人，位居第四位。不同于西方国家，我国食管癌以食管鳞状细胞癌为主，简称食管鳞癌，占食管癌95％以上，尽管外科、化疗、放疗、放化疗等多学科综合治疗手段不断发展，食管鳞癌患者的预后仍然不理想。传统治疗对治疗效果的改善有限，因此对食管鳞癌的革命性治疗策略的探索十分迫切。随着新生化技术(特别是下一代测序)的出现，在过去的4年里，数百个食管鳞癌组织已经通过测序以全面和无偏的方式进行了分析。因此，我们对这种癌症的基因组特征有了很大的了解。我们回顾了在食管鳞癌中发现的基因组和表观基因组畸变，并找到有效的影响食管鳞癌患者预后的关键因子。近年来，驱动蛋白超家族4A(kinesinfamilymember4A，KIF4A)在癌症发展中的关键作用逐渐被揭示。然而，目前尚不清楚KIF4A是否参与食管鳞癌的发生和发展。本研究旨在通过生物信息学分析，识别与食管鳞癌相关的基因和关键通路，探讨和阐明KIF4A在食管鳞癌进展中的作用，为食管鳞癌的诊断和靶向治疗提供新的靶点。
　　研究方法:在GEO数据库中下载食管鳞状细胞癌数据集GSE2034、GSE100942、GSE17351并通过GEO2R工具筛选差异表达基因(DEGs)，利用DAVID在线工具对差异表达基因进行GO(Gene Ontology)分析及KEGG(Kyoto Encyclopedia of Gene and Genome)信号通路富集分析。通过STRING在线工具对差异表达基因编码蛋白进行蛋白-蛋白相互作用(PPI)网络分析，并利用Cytoscape软件进行可视化分析以及核心模块和基因的挖掘。其中，通过肿瘤基因组图谱(TCGA)的UALCAN数据库验证KIF4A在食管鳞癌和癌旁组织中的表达(p＜0.05)。采用Westernblotting、qRT-PCR和IHC检测KIF4A在组织中的表达。将KIF4A在食管鳞癌细胞系中进行敲低和过表达，通过Transwell迁移实验、划痕实验验证KIF4A对食管鳞癌细胞的迁移能力影响，通过CCK8实验、克隆形成实验验证KIF4A对食管鳞癌细胞增殖能力的影响。Westernblotting用来探究KIF4A在食管鳞状细胞癌中的作用机制。
　　研究结果:1.3个数据集中共筛选得到55个差异表达基因(differentially expressed genes， DEGs)，其中表达上调的基因有20个，表达下调的基因有33个。基因本体论(gene ontology，GO)功能分析显示差异表达的基因主要与单加氧酶活性、肌动蛋白结合活性、细胞皮层、中体、有丝分裂纺锤体、蛋白质细胞外基质和中央纺锤蛋白复合体、胶原分解代谢过程、细胞外基质组织、有丝分裂、等有关。京都基因与基因组百科全书(Kyoto encyclopedia of genes and gnomes，KEGG)通路分析发现差异基因主要存在于癌症转录调控、药物代谢-细胞色素P450、蛋白质消化吸收、轴突引导、凋亡-多种物种等过程。通过CytosCape筛选出的6个核心基因，通过肿瘤基因组图谱(TCGA)的UALCAN数据库验证KIF4A在食管鳞癌中高表达。2.Westenblotting，qRT-PCR与免疫组化结果显示，与癌旁组织相比，在食管鳞癌新鲜组织样本中KIF4A的表达水平明显上调。Transwell迁移实验及划痕实验显示过表达KIF4A可显著促进食管鳞癌细胞迁移能力，敲低KIF4A可明显抑制食管鳞癌细胞迁移能力。CCK8实验和克隆形成实验分析表明KIF4A过表达可促进食管鳞癌细胞增殖能力，敲低KIF4A可抑制食管鳞癌细胞的增殖能力。3.Westernbloting检测发现KIF4A可通过影响Hippo信号通路相关蛋白的磷酸化水平影响食管鳞癌的增殖迁移能力。同时，结合临床分析结果表明，KIF4A表达水平结果显示，KIF4A的表达与年龄(P=0.014)、T分期(P=0.027)、病理分期(P＜0.001)显著相关。4.生存分析结果显示，KIF4A过表达组的食管鳞癌患者总体生存率与KIF4A低表达组的患者相比明显降低(P＜0.001)。多因素Cox回归分析显示，年龄(HR=4.312，P＜0.001)、pTNM分期(HR=3.100)、KIF4A表达(HR=2.189，P=0.009)是食管鳞癌患者生存的独立预测因素。
　　结论:1.生物信息学挖掘的与食管鳞状细胞癌相关的KIF4A可能成为未来食管鳞状细胞癌发病机制、临床诊断和治疗的重要靶点;2.KIF4A可通过影响Hippo信号通路相关蛋白的磷酸化水平影响食管鳞癌的增殖迁移能力;3.KIF4A表达水平是食管鳞状细胞癌患者生存的独立预测因素。