研究背景与研究目的：食管癌是常见癌症，其侵袭转移与不良预后相关。寻找侵袭转移的关键分子并研究其机制，对更好的理解食管癌发生发展有重要意义。在肿瘤侵袭和转移的过程中，肌动蛋白和肌动蛋白结合蛋白共同发挥着重要作用。肌动蛋白参与许多细胞功能，肌动蛋白结合蛋白介导了肌动蛋白功能的多样性。本实验室以往研究表明，多种肌动蛋白结合蛋白参与调控微丝骨架，如Fascin、Ezrin、LOXL2和LCN2等，这些蛋白在食管癌的侵袭转移中均发挥了不可忽视的作用。因此，我们希望通过多种生物信息学方法的综合运用，对多套食管癌表达谱数据进行分析和解读，寻找在食管癌中发挥关键作用，并可能作为预后因子和靶向治疗的新的肌动蛋白结合蛋白。
　　材料与方法：肌动蛋白结合蛋白的基因列表从Uniprot网站下载。4套食管癌组织的表达谱芯片数据来自GEO数据库，分别为GSE17351、GSE20347、GSE23400和GSE52625。使用在线工具GEO2R分析得到每套数据的差异表达基因，与肌动蛋白结合蛋白基因列表匹配后，得到差异表达的肌动蛋白结合蛋白的基因。使用VENNY2.1取交集，得到在4套表达谱中共同差异的肌动蛋白结合蛋白的基因。针对本实验室的125例食管癌患者组织的表达谱数据及临床病理资料(GSE121931)，使用X-tile分析共同差异基因的预后能力。在Cytoscape中绘制共同差异蛋白的二级网络，并分析亚细胞定位和网络拓扑结构。对二级网络中的所有蛋白进行富集分析，包括GO、KEGG和Hallmarks，寻找差异蛋白所在的关键生物学过程和信号通路。使用GSEA分别分析4套表达谱数据，取至少在3套数据中有意义的通路或生物学过程，将其中注释到的基因与生存分析有意义的基因取交集，得到关键的肌动蛋白结合蛋白。最后，使用本实验室保存的食管癌与癌旁组织的RNA-seq数据对筛选得到的关键蛋白mRNA表达情况做交叉验证，在多种食管癌和食管上皮永生化细胞中检测他们的mRNA表达水平，并通过划痕实验和平板克隆形成实验，验证筛选的新的关键肌动蛋白结合蛋白，对食管癌细胞移动和增殖的影响。
　　研究结果：1)通过差异表达分析得到28个在4套表达谱中共同差异表达的肌动蛋白结合蛋白基因。2)生存分析显示，在28个基因中，10个基因的表达水平与食管癌患者生存时间相关，其中5个基因的高表达与不良预后相关，另外5个基因的低表达与不良预后相关。3)28个差异表达基因的蛋白互作二级网络共包含925个节点和4582条边。差异高表达基因的蛋白多定位于细胞膜和细胞质，而差异低表达基因的蛋白多为核质穿梭蛋白或分泌蛋白。4)GO注释和KEGG富集分析得到了多个与肿瘤侵袭转移相关的通路和生物学过程。5)GSEA分析获得4个在3套表达谱中均有统计学意义的生物学过程，分别是DNA修复、中心体复合物装配、细胞膜褶皱和板状伪足重塑。将这些过程中注释到的基因与生存有统计学意义的基因取交集，得到两个关键的肌动蛋白结合蛋白，分别是KANK1和RUVBL1.6)细胞功能验证实验显示，KANK1过表达促进细胞移动，敲降后抑制细胞移动，但是不影响细胞克隆形成能力。
　　研究结论：通过多种生物信息学分析工具的使用和多套数据的交叉验证，以及细胞功能检测，获得了一个新的可能在食管癌中发挥关键作用的肌动蛋白结合蛋白KANK1。总的来说，我们的研究为更好的理解食管癌侵袭转移的分子机制提供了新的方向，并提出了潜在的预后和治疗靶点。