研宄背景和目的:结直肠癌(colorectal cancer,CRC)是最常见的恶性肿瘤之一,具有较高的发病率和死亡率。现在全球每年已经有超过70万患者因患结直肠癌死亡,预测到2030年,每年因结直肠癌死亡的患者会增加到110万,并且每年新发诊断为结直肠癌的病例将会超过220万。这将会给全世界带来巨大的经济和社会负担。因此,如何有效预防和治疗结直肠癌将是我们面临的一个巨大挑战。传统的观点认为实体肿瘤主要通过三种经典的方式转移传播:直接浸润、淋巴转移和血源性扩散。近年来神经浸润被认为是肿瘤的第四种转移扩散途径,是影响肿瘤局部复发及远处转移的重要因素之一。随着精准医疗和分子生物学的快速发展,寻找和发现更多精准的分子标志物能够更好的有助于结直肠癌的诊断和治疗,甚至能够有效的预防肿瘤的进展和复发。我们研究的基因Neural Proliferation Differentiation and Control 1(NPDC1)位于人类第15条染色体上,包含9个外显子,能够编码325个氨基酸的多肽。以往的研究报道它主要参与神经系统疾病的演进和发展,其在肿瘤中的调控作用尚未见报道。因此,探索NPDC1在结直肠癌中的表达水平及临床意义有可能为肿瘤研究提供新的思路与方法。研究方法:1.筛选与结直肠癌神经浸润相关的基因并在多个数据库平行验证通过ENSEMBL数据库得到与神经、突触相关的基因集,结合TCGA数据库筛选出可能与神经浸润、预后相关的基因,使用随机森林的方法与之取交集定位目的基因NPDC1,进一步通过Log2(TPM+0.01)配对T检验、Oncomine数据库、TIMER数据库和HPA数据库验证NPDC1的表达情况。2.NPDC1基因功能分析使用Xena整理的TCGA-COAD数据进行spearman相关性分析以研究NPDC1的基因功能,以|Rho>0.3|P<0.05的阈值把正负相关基因进行GSEA、GSVA、GO、KEGG富集分析以寻找基因可能参与的信号通路。3.临床验证NPDC1表达水平和分析临床意义收集63例从2016年5月至2017年12在吉林大学第二医院进行手术患者的石蜡标本,以及10例2022年10月至2022年12月新鲜结直肠癌切除组织标本。通过Rt-q PCR、WB和IHC分析NPDC1在结直肠正常组织、癌旁组织和癌组织中的表达情况,并分析NPDC1表达与临床病理特征和生存预后之间的关系。研究结果:1.NPDC1在结直肠癌中高表AY-22989 IC50达ENSEMBL数据库再结合TCGA-COAD样本集通过单因素Cox回归分析和Kaplan Meier plotter法联合分析筛选出Cox-p Value与KM-p Value均小于0.05的13个基因:UNC5D、CHD5、SALL1、MANF、ADRA2B、DLX2、NTF4、PTPRD、NPDC1、LRRN4、NPAS1、SYN1、SYT8,最后与随机森林真实重要性大于0.25的基因取交集后,最终得到NPDC1基因可能与结肠癌神经浸润和生存预后精密关联。并且通过Oncomine数据库、TIMER2.0数据库和HPA数据库进一步验证了NPDC1基因在结直肠癌中高表达。2.NPDC1基因功能分析基因相关性分析发现NPDC1与多种调节细胞周期、离子通道蛋白、信号通路受体明显正相关,与多种细胞凋亡、细胞自噬相关蛋白呈负相关,尤其与HMG20B具有很强相关性,HMG20B被认为是细胞准确进入G2期和有丝分裂所必须的,提示NPDC1可能通过调控细胞周期从而调控结肠癌的发生发展。GO、KEGG、GSEA和GSVA分析发现NPDC1主要与一些细胞器调控和营养代谢相关的通路有关,比如主要富集在线粒体调控、细胞递送组装调控、Notch信号通路、磷脂酶D信号通路、糖酵解、P53通路等信号通路。3.NPDC1在临床组织中的表达验证Rt-q PCR检测发现NPDC1 m RNA在结直肠癌组织中表达水获悉更多平高于正常组织,WB和IHC进一步验证了结直肠癌组织中NPDC1蛋白在表达水平高于正常组织和癌旁组织。并且NPDC1的高表达与结直肠癌神经浸润具有相关性(P<0.05),与性别、年龄、血管侵犯、TPhylogenetic analysesNM分期、CEA水平等没有相关性(P>0.05)。Kaplan-Meier生存分析结果显示NPDC1高表达组和低表达组生存预后无明星差异(P=0.376)。结论:与正常组织和癌旁组织相比,NPDC1在结直肠癌组织中表达升高。基因功能分析发现NPDC1与多个调控结直肠癌进展的信号通路相关,并且NPDC1的表达水平与神经浸润具有相关性,提示NPDC1可能参与调控结直肠癌神经浸润的过程。综上所示,NPDC1可能是结直肠癌发生发展的关键基因。