目的:膀胱癌是全球十大恶性肿瘤之一,每年导致约15万人死亡。进展性膀胱癌预后较差,5年生存率不足5%,晚期膀胱癌仍无有效的治疗方法,膀胱癌进展的机制尚不明确。癌相关成纤维细胞（cancer-associated fibroblasts,CAFs）作为肿瘤微环境中基质部分的主要细胞成分,干预癌症的发生和发展、免疫逃逸、治疗抗性。但是,CAFs在膀胱癌中的研究仍处于初始阶段,与其相关的分子机制尚不明确。研究方法:本研究将基于我们前期工作的基础,利用已经识别的膀胱癌特异性CAFs基因标签,通过单样本基因集富集分析（single sample gene set enrichment analysis,ss GSEA）的方法,计算癌症基因组图谱（The Cancer Genome Atlas,TCGA）及基因表达总集（Gene Expression Omnibus,GEO）中多个膀胱癌转录组数据样本的CAFs浸润评分,并结合相关临床数据信息明确CAFs与膀胱癌进展及预后的关系。利用TCGA及GEO中的多个数据验证RUNX2在不同临床分期的表达,应用western blot验证RUNX2在组织中的蛋白表达差异,使用Cox风险比例回归模型评估RUNX2在膀胱癌中的预后意义。结合TCGA及GEO中膀胱癌组织和细胞系数据,利用基因集富集分析（gene set enrichment analysis,GSEA）揭示RUNX2的潜在功能及作用机制。在膀胱癌细胞中敲减RUNX2,通过Transwell及划痕实验验证RUNX2对迁移、侵袭功能的影响,通过实时增殖、克隆形成、EDU增殖实验验证RUNX2对增殖功能的影响。在尾静脉转移模型中,验证RUNX2对膀胱癌细胞转移功能的影响。利用转录组测序识别RUNX2的潜在调控基因,并通过PCR和western blot验证干预RUNX2表达后的下游基因的RNA及蛋白水平变化。根据预测的转录结合位点,应用染色质免疫共沉淀（Chromatin Immunoprecipitation,Ch IP）证明RUNX2与相应启动子DNA片段特异性的结合能力。最后,过表达RUNX2并敲减下游基因进行迁移功能的回复实验。结果:1.膀胱癌特异性CAFs基因标签与既往CAFs的评估算法相比,在计算膀胱癌样本CAFs浸润水平上具有很高的相关性,CAFs的高度浸润与膀胱癌进展和不良预后相关。2.膀胱癌中异常过表达的RUNX2与CAFs的浸润水平显著相关,与肿瘤进展及治疗后复发相关,且是独立的预后因素。3.根据膀胱癌病理组织及膀胱癌细胞系的转录组测序结果,预测RUNX2在膀胱癌中与细胞外基质重塑功能密切相关。4.在功能实验中,敲减RUNX2显著抑制膀胱癌细胞的转移能力。RUNX2可能通过GSK3β的磷酸化激活Wnt/β-catenin通路促进膀胱癌的进展。5.潜在下游基因FN1及THBS1的RNA及蛋白表达随干预RUNX2的表达而变化。Ch IP实验结果证明RUNX2通过转录调控调节FN1的表达。6.敲减FN1及THBS1能显著抑制膀胱癌的迁移和侵袭,同时下调RUNX2的蛋白,提示RUNX2与其下游基因FN1及THBS1可能存在正向反馈的环路调节关系。FN1及THBS1与膀胱癌CAFs浸润、进展及不良预后相关。回复实验中,分别敲减FN1及THBS1均能够回复过表达RUNX2引起的迁移增强的作用。结论:1.高浸润CAFs与膀胱癌的进展和不良预后相关。RUNX2是膀胱癌CAFs浸润相关转录因子,不仅异常过表达并与肿瘤进展和预后相关。2.RUNX2在功能预测中与胞外基质重塑密切相关,通过激活Wnt/β-catenin通路来促进膀胱癌细胞的转移。3.CAFs浸润相关因子RUNX2通过FN1和THBS1促进膀胱癌的转移。FN1和THBS1的高表达均与CAFs高浸润、肿瘤高分期和不良预后相关。RUNX2可能通过转录调控直接调节FN1的表达,且FN1和THBS1也调控着RUNX2的表达,它们之间可能存在正向反馈调节的关系,共同干预CAFs浸润以促进膀胱癌进展。