研究目的:胶质瘤是中枢神经系统最常见的原发性肿瘤,预后差,复发率高,5年生存率短。本研究拟通过生物信息学与分子生物学相结合探讨胶质瘤诊断与治疗的潜在分子标记物。材料方法:基于GEO数据库中的GSE16011和GSE4290数据集,我们通过R语言“limma”软件包进行差异基因分析,一共获得了191个上调并符合标准的基因。使用R语言“clusterProfiler”软件包进行GO和KEGG富集分析。通过STRING网站构建PPI网络,并使用Cytoscape软件进行网络可视化。使用Cytoscoper软件中MCODE插件分析核心子网路,并使用cyto Hubba插件计算每个基因节点分数,然后定义在12种算法得出的前20个基因中出现大于等于8次的基因作为关键基因。共获得8个中心基因,并在TCGA和CGGA中验证了关键基因与胶质瘤恶性程度和IDH突变的存活和关系。最后,选择FN1,SERPINH1和FSTL1进行体外实验验证。人胶质瘤细胞系U308和U87MG用于体外研究。用siRNA进行基因沉默,通过RT-qPCR和WB验证沉默效果。EdU和CCK8分析用于检测细胞增殖情况。Transwell分析用于研究迁移和侵袭。蛋白质印迹分析检测相关信号通路中的蛋白质水平变化。研究结果:我们通过生物信息学分析得到了以下8个关键基因:LOX、POSTN、FN1、VEGFA、CD44、SERPINE1、SERPINH1、FSTL1,并在TCGA和CGGA中证实了,这8个关键基因表达的增加与胶质瘤患者预后呈负相关、恶性程度高呈正相关。IDH突变型胶质瘤患者的关键基因表达低于IDH野生型胶质瘤患者。随后我们对FN1、SERPINH1和FSTL1的功能进行了体外实验研究,证实FN1、SERPINH1和FSTL1可以促进U308和U87MG胶质瘤细胞的增殖、迁移和侵袭。为了研究这些关键基因促进胶质瘤进展的潜在机制我们检测了NF-kB和PI3K-Akt信号通路中相关明星通路分子,我们发现抑制FN1表达后,Akt和P65蛋白表达无明显变化,而p-Akt和p-P65蛋白表达下降。在SERPINH1沉默后,P65和p-P65表达水平下降;Akt和p-Akt水平无明显变化。FSTL1下调后,P65和p-P65的表达降低,但Akt水平无明显变化。研究结论:在本研究中,我们通过生物信息学和分子生物学实验得出,FN1、SERPINH1和FSTL1可通过NF-kB或PI3K-Akt信号通路调控胶质瘤细胞增殖、迁移和侵袭。可能是胶质瘤患者治疗和预后的潜在生物标志物。