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胃肠道间质瘤（Gastrointestinal Stromal Tumor,GIST）是一种起源于Cajal细胞的间叶组织源性肿瘤。GIST发病中,约85%成人主要由酪氨酸激酶受体c-Kit或血小板源性生长因子受体α（Platelet-derived growth factor receptorα,PDGFRA）突变致病,约15%成人和大部的儿童GIST进行分子检测时无c-Kit或者PDGFRA基因突变,被称为野生型胃肠道间质瘤。根据美国国立卫生研究院（National Institutes of Health,NIH）2008改良版的中国共识2017修改版标准对GIST进行危险度分级,主要包括肿瘤大小、核分裂象、肿瘤原发部位、有无瘤体破裂等指标,在这些指标中并不包括突变基因的类型,可见c-Kit或者PDGFRA突变与GIST危险度无明显关系,它们只是GIST发生的启动因子,本身并不足以导致GIST恶性进展。基于测序技术提供的数据,我们比较了不同危险度GIST表达的差异基因,确定了与危险度相关的基因,并通过生物信息学技术的手段对这些基因潜在的信号通路进行了研究。伊马替尼是一种酪氨酸激酶抑制剂,是c-Kit基因外显子11、9及部分PDGFRA突变的GIST的一线用药,其用于临床以来,取得了很好的治疗效果,但有一部分患者出现原发性或者继发性耐药,为此我们对伊马替尼敏感及耐药的GIST进行了差异基因分析,并对这些基因调控的信号通路进行分析,希望能为攻克伊马替尼耐药这一难题提供分子基因学的理论依据。P21活化激酶4（P21-Activated Kinase 4,PAK4）属于丝氨酸/苏氨酸激酶家族成员,位于人类染色体19q13.2位点,是Ras相关的C3肉毒毒素底物1（Ras-related C3 botulinum toxin substrate 1,Rac1）和细胞分裂控制蛋白42同源物（Cell division control protein 42 homolog,Cdc42）的下游效应蛋白。研究表明,PAK4在胰腺癌、乳腺癌、前列腺癌和结肠癌中显著上调,其过度表达通过不同的机制参与肿瘤的发生、发展,但PAK4与GIST相关性未见明确报道。我们通过对不同危险度的GIST中PAK4表达量进行评分,研究了PAK4与GIST之间的相关性。本研究具体实验分为以下三个部分:第一部分胃肠道间质瘤与危险度相关的差异基因及其信号通路的分析目的:应用生物信息学技术、R语言、STRING、Cytoscape等工具,通过对数据库中不同危险等级胃肠道间质瘤基因的比较,筛选出与GIST危险度相关基因,并用GO和KEGG基因库对这些基因进行信号通路分析。方法:从美国国家生物技术信息中心（National Center for Biotechnology Information,NCBI）下的基因表达综合数据库（Gene Expression Omnibus,GEO）中选取GSE136755基因数据,在65名患者中选取59名患者,分为高危组（n=17）、中危组（n=9）、（极）低危组（n=33）。应用R语言初步筛选出差异基因,再进一步应用STRING、Cytoscape在差异基因中选出Hub基因。将选取的Hub基因应用Gene Card数据库对基因在染色体上进行定位分析,最后通过KEGG和GO寻找Hub基因调控GIST的信号通路。结果:CENPA、CDK1、TPX2、CCNB1、CCNA2、BUB1、AURKA、KIF11、NDC80在GIST中随着危险度升级,表达量逐渐升高,这些基因通过PI3K-Akt、P53、MAPK、WNT信号途径来调控GIST分裂与增殖。结论:1.CENPA、CDK1、TPX2、CCNB1、CCNA2、BUB1、AURKA、KIF11、NDC80是与GIST危险度相关的差异基因。2.差异基因通过PI3K-Akt、P53、MAPK、WNT等信号途径来完成细胞间信息传递及调控。第二部分胃肠道间质瘤对伊马替尼耐药的差异基因及其信号通路的分析目的:应用生物信息学技术、R语言、STRING、Cytoscape从数据库中筛选出与胃肠道间质伊马替尼耐药的相关差异基因,并对这些差异基因进行信号通路分析。方法:从NCBI下的GEO数据库中选取GSE132542基因数据,选取29名患者,分为伊马替尼耐药组（n=15）、伊马替尼敏感组（n=14）。应用R语言初步筛选出差异基因,再进一步应用STRING、Cytoscape在差异基因中选出Hub基因。将选取的Hub基因应用Gene Card数据库对基因在染色体上进行定位分析,最后用KEGG和GO寻找Hub基因调控GIST对伊马替尼耐药的信号通路。结果:H2AFZ、HMGB2、MCM7、MCM5、GINS2、MCM2、CCNA2在GIST中随着伊马替尼耐药性增强,表达量逐渐升高,这些基因通过PI3K-Akt、MAPK、WNT、P53等信号途径来调控GIST对伊马替尼的耐药性。结论:1.H2AFZ、HMGB2、MCM7、MCM5、GINS2、MCM2、CCNA2是GIST对伊马替尼耐药的差异基因。2.耐药的Hub基因通过PI3K-Akt、MAPK、WNT、P53等多条信号途径来完成细胞间的调控。第三部分PAK4在胃肠道间质瘤中的表达及意义目的:观察PAK4在不同危险度的GIST表达量的变化,从而进一步证明CDK1、BUB1基因是和危险度相关的差异基因。方法:从河北医科大学秦皇岛市第一医院病理科及普外科共选取病理免疫组化诊断为胃肠道间质瘤的患者24例,其中高危险度组（8例）、中危险度组（8例）、低危险度组（8例）,对照组:瘤旁组织（8例）、正常组织（8例）,将这些组织制成病理切片,PAK4抗体染色,最后通过评分来计算PAK4在组织中的表达量,进而分析PAK4与危险度分级的相关性。结果:采用统计分析软件SPSS26.0进行分析结果,PAK4在GIST中的表达水平显著高于正常组织和瘤旁组织,且三组间差异有显著性（P＜0.01）。而瘤旁组织和正常组织中PAK4表达量很低几乎可忽略,差异无统计学意义,PAK4表达量随着胃肠道间质瘤危险度升级而升高。结论:1.CDK1、BUB1可作为胃肠道间质瘤风险相关的差异基因,且随着胃肠道间质瘤风险的增加而增加。2.PAK4与GIST的危险度呈正相关。3.基因主要通过PI3K/AKT、MARK、P53、WNT等信号通路调控胃肠道间质瘤的分裂、增殖和凋亡。