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目的:胆管癌是起源于胆管上皮细胞的恶性肿瘤。胆管癌患者早期常无临床症状,随着疾病的进展,可出现腹部不适、乏力、恶心、黄疸、发热等症状。血清学检查方面,在出现胆道梗阻时,肝功能检查可有胆红素、ALP和GGT升高,转氨酶可轻度升高。由于胆管癌起病隐匿,多数患者早期无症状或无特异性症状,这对胆管癌的早期诊断提出了极大的挑战。加之很多患者对疾病的认识少、意识差,上述因素使得胆管癌的病人早期发现率低,大部分发现后均属于晚期,失去了手术治疗时机,只能采取一些保守的治疗方法,严重影响患者的预后和生活质量。因此,此次研究旨在寻找胆管癌患者枢纽基因,以便指导对高危人群进行筛查及对胆管癌患者进行靶向治疗。方法:此次研究通过检索癌症基因组数据库(TCGA),下载胆管癌的基因表达数据(包括RNA-seq count、FPKM)及临床数据,其中包括33个为癌症组织样本、8个为癌旁组织样本。我们将基因样本分为肿瘤组织及癌旁组织样本,并通过edge R包对基因表达数据(RNA-seq count)进行差异表达基因筛选以去除低表达和无差异的基因。将下载的RNA-seq FPKM列表与上一步骤所得差异基因比对并取交集,获取差异基因的FPKM进行后续数据分析。由于临床数据中有6个样本TNM分级数据缺失,遂我们先将含有缺失值的样本剔除。离群样本对加权基因共表达网络分析(Weighted Gene Co-expression Network Analysis,WGCNA)结果影响较大,我们需进行聚类分析去除离群的样本数据。使用加权基因共表达网络分析(WGCNA)方法,对胆管癌患者肿瘤组织和癌旁组织的基因表达谱构建基因共表达网络、划分基因模块并寻找与肿瘤分级密切相关的基因模块与基因,并对与肿瘤分级密切相关的模块与基因进行基因本体(Gene Ontology,GO)和KEGG通路分析。结果:对差异表达基因进行的WGCNA分析,共鉴定出14个模块。将模块与临床性状进行联合分析,我们发现红色模块与胆管癌TNM分级相关系数为0.43,P=0.01,其为与胆管癌TNM分级最密切模块。对红色模块进行枢纽(hub)基因筛选,我们得到FRF2、FGFBP1、EPHA5、CELF3、NKX6-1、CTRC、CPB1、TAGLN3等hub基因。通过检索STRING数据库,我们发现FGFBP1与成纤维细胞生长因子家族(FGFs)有密切关系,它的作用是结合未活化的FGFs至细胞外基质中,使其从细胞外基质上解离并活化后提呈至FGFs受体,从而发挥生物学功能。目前,作用于FGFR2基因的靶向药物正是胆管癌治疗研究热点之一。我们将红色模块基因导入Web Gestalt在线分析工具进行富集分析,该模块基因主要富集于epithelial cell proliferation、regulation of epithelial cell proliferation、positive regulation of epithelial cell proliferation、animal organ morphogenesis、positive regulation of cell proliferation、cell proliferation、glycosaminoglycan binding、tube development、endothelial cell proliferation、signal release等条目,它们的功能是参与激活或增加上皮细胞增殖、信号从细胞源分泌或释放到细胞外基质的过程。由于其他模块与胆管癌分级相关性也较突出,遂本研究采用network Screening函数筛选与该临床性状相关的所有基因。我们将q.Weighted阈值设为0.05,共得到196个与胆管癌分级高度相关的基因。通过STRING在线工具对196个相关基因进行蛋白质相互作用网络(PPI)分析,我们发现连接度较高的基因有APOB、KNG1、AHSG、HRG、FGB、SPARC等。然后,我们将上述基因导入Web Gestalt在线分析工具进行富集分析,相关基因主要富集于extracellular structure organization、collagen-containing extracellular matrix、extracellular matrix、small molecule catabolic process、extracellular matrix organization、extracellular matrix structural constituent conferring tensile strength、Protein digestion and absorption、Glycolysis/Gluconeogenesis、Fatty acid degradation、Metabolic pathways等通路。上述富集分析结果提示胆管癌侵袭性增加与细胞外基质的组织结构关系密切。结论:1.由WGCNA分析结果推测,FGF2、FGFBP1、EPHA5、CELF3、NKX6-1、CTRC、CPB1、TAGLN3等基因可能是胆管癌发生、侵袭和转移的基因表达网络的hub基因;同时由PPI网络分析结果推测,APOB、KNG1、AHSG、HRG、FGB、SPARC等基因可能与胆管癌发生、侵袭和转移亦有强相关性。目前已有相关研究证实上述部分基因在某些肿瘤发生与转移中发挥重要作用并且阐述了作用机制,但这些基因是否在胆管癌的发生、侵袭和转移有类似作用仍需进行验证。2.上述基因有可能用于早期胆管癌的检测、靶向治疗及预测胆管癌患者的预后,这需要我们进一步研究论证。