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研究目的:肾细胞癌是最常见的肾脏恶性肿瘤,在所有肾脏恶性肿瘤中约占90%,在世界范围内,肾细胞癌在男性全身恶性肿瘤中排在第六位,女性中排名第十位,分别占所有恶性肿瘤的5%和3%。肾透明细胞癌是肾细胞癌最常见的病理类型,约占75%。肾透明细胞癌以手术治疗为主,多数患者确诊时已经出现远处转移,预后较差。肾透明细胞癌对化学疗法和放射疗法不敏感,并且分子靶向疗法和免疫疗法的效果目前不明显且昂贵。因此,研究肾透明细胞癌的发生发展的分子机制,找到重要的分子标志物作为诊断、监测和治疗的潜在靶点,对肾透明细胞癌的预防,控制和个体化治疗具有重要意义。本研究通过对肾透明细胞癌基因芯片数据进行生物信息学分析,找到与肾透明细胞癌发生发展相关的差异基因和其生物学功能。并找出具有标志性功能的核心基因,明确具有显著作用的信号通路,为肾透明细胞癌发生、发展的分子机制研究及疾病的预防、监测和治疗提供理论依据。研究方法:从GEO数据库中下载GSE36895的基因表达数据,其包括29个肾透明细胞癌、24个小鼠原位植入患者肾透明细胞癌和23个正常肾皮质组织。用R语言对原始数据进行分析,筛选出差异基因。将差异基因导入DAVID数据库中进行GO功能分析和KEGG通路分析,了解差异基因本身的生物学功能和涉及的信号通路。接着将差异基因导入STRING数据库对基因产物的相关性进行评价,得到蛋白互作网络图。下载STRING数据库中得到的相关数据通过CYTOSCAPE软件,筛选具有标志性功能的核心基因,用MCODE插件对蛋白互作网络图进行模块分析,然后对模块中的基因进行KEGG通路分析,明确具有显著作用的信号通路。最后,通过GEPIA数据库验证这些核心基因的表达水平是否与肾透明细胞癌的病理分期和生存预后有明显的相关性。研究结果:经分析我们得到了1814个差异显著的基因,其中上调基因643个,下调基因1171个。GO功能分析和KEGG通路分析显示上调的差异基因主要富集在细胞周期、DNA复制和p53信号通路中。通过构建蛋白互作网络得到了前10位核心基因如下:CDK1、CDC20、CCNB1、CCNA2、PLK1、AURKB、BUB1B、MAD2L1、CDCA8、KIF11,这些基因主要参与细胞周期信号通路。利用GEPIA数据库显示相对于正常组织,所有核心基因在肾透明细胞癌组织中的表达量均更高。除MAD2L1基因外,所有核心基因的表达量与肾透明细胞癌病理分期显著相关。AURKB,BUB1B,CDC20,CDCA8,CDK1和PLK1高表达均显示较短的总生存期及无病生存期,p值均<0.05,有显著的统计学差异,且随着这些基因表达的增强,总体生存曲线逐渐降低,它们与肾透明细胞癌预后显著相关。CCNA2高表达显示有较短的总生存期,但无病生存期无明显差异。CCNB1和KIF11高表达显示有较短的无病生存期,但总生存期无明显差异。MAD2L1高表达显示总生存期及无病生存期均无明显差异。研究结论:(1)肾透明细胞癌中差异基因主要参与细胞周期过程,包括DNA复制、核分裂、染色单体分离、G1/S期转换等生物过程。(2)差异基因导致细胞周期、p53信号通路、DNA复制、癌症的中心碳代谢等信号通路的异常可能参与肾透明细胞癌的发生及进展。(3)CDK1、CDC20、CCNB1、CCNA2、PLK1、AURKB、BUB1B、MAD2L1、CDCA8、KIF11是具有标志性功能的核心基因,除了MAD2L1外的核心基因与肾透明细胞癌的病理分期和生存预后显著相关。以上基因及参与的通路与肾透明细胞癌的发生及进展密切相关,可作为诊断和治疗潜在的靶点。