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目的皮肤鳞状细胞癌(Cutaneous squamous cell carcinoma,CSCC)是最常见的恶性肿瘤之一,占所有非黑色素瘤皮肤癌的20%,它能够转移到身体的任何器官造成致命的威胁。本研究通过对CSCC基因表达数据的挖掘,明确CSCC患者的皮损处表皮细胞样本与正常人表皮角质形成细胞样本间有差异表达的基因(分为上调基因和下调基因2组基因群),对这些基因进行功能富集分析和信号通路分析,明确这些差异基因所处的细胞位置、参与的生物进程、具有的分子功能,及其参与的信号传导通路,并找出具有标志性性功能的枢纽基因,明确具有显著作用的信号通路,为CSCC发生、发展的分子机制研究及分子靶向药物的研发提供理论依据。方法从GEO(Gene Expression Omnibus)数据库中下载GSE66359的基因表达数据,用Gene Spring软件对原始数据进行分析,明确上调基因组群和下调基因组群。然后对两组差异基因(Differentially expressed gene,DEG)分别进行GO(gene ontology)分析和KEGG(Kyoto Encyclopedia of Genes and Genomes pathway)富集分析,从而探究这些差异基因本身的分子功能、参与的生物进程、所处的细胞位置、所在的信号传导通路。将差异基因输入到STRING数据库对基因产物的相关性进行评价,基于该评价数据通过Cytoscape软件构建差异基因的PPI(protein–protein interaction)网络,据此寻找具有标志性功能的枢纽基因。用MCODE插件对该PPI网络图进行扫描,筛选具有显著作用的模块,然后对模块中的基因再次进行通路富集分析,明确具有显著作用的信号通路。结果1、经分析发现与正常表皮角质形成细胞样本相比CSCC细胞样本中共有894个差异基因,其中438个上调基因,456个下调基因。2、GO分析结果显示:(1)上调基因主要富集的生物进程(biological processes,BP)包括:有丝分裂细胞周期过程,染色体分离,有丝分裂核分裂;下调基因主要富集的BP包括:表皮发育,角质形成细胞分化,表皮细胞分化。(2)上调基因主要富集的分子功能(Molecular function,MF)包括:DNA解旋酶活性、染色质结合、DNA复制起始结合;下调基因主要富集的MF包括:丝氨酸内肽酶抑制剂活性,MAP激酶、酪氨酸/丝氨酸/苏氨酸磷酸酶活性,生长因子受体结合。(3)上调基因主要富集的细胞成分(cell component,CC)包括:核质、稠密染色体、染色体着丝粒区;下调基因主要富集的CC包括:角质化包膜、胞外区、胞囊。3、KEGG分析结果显示:(1)上调基因主要富集的信号传导通路包括:DNA复制、细胞周期、错配修复;(2)下调基因主要富集的信号传导通路包括:MAPK信号通路、Notch信号通路、背腹轴的形成。4、通过构建PPI网络得到了前10位枢纽基因如下:SHC1、AURKB、SMC4、PLK1、PCNA、PTTG1、BRCA1、MCM2、Eph B2、HDAC,这些基因参与以下重要通路包括:错配修复、DNA复制、蛋白酶体、细胞周期。结论CSCC中差异基因主要参与有丝分裂细胞周期过程,包括核分裂、染色单体分离、角质形成细胞分化等生物进程。差异基因导致DNA复制、细胞周期、错配修复、MAPK及Notch等信号通路的异常可能参与CSCC的发生及进展。SHC1、AURKB、SMC4、PLK1、PCNA、PTTG1、BRCA1、MCM2、Eph B2、HDAC是具有标志性功能的枢纽基因,以上基因及参与通路与CSCC的发生及进展密切相关。