目的:应用生物信息学技术挖掘食管癌差异表达基因,为食管癌治疗提供新靶点。方法:从GEO数据库中下载基因芯片数据集GSE20347、GSE92396和GSE1420,使用在线分析工具GEO2R筛选出食管癌组织与正常食管组织的差异表达基因。利用在线数据库DAVID和STRING分别进行功能、通路富集分析和蛋白互作分析,使用Cytoscape软件来筛选蛋白相互作用网络中的核心网络基因,并在TCGA数据库中验证其差异表达情况。结果:本实验共发现274个差异表达基因,269个基因有相同的表达趋势,其中96个上调基因,173个下调基因(调整后P<0.05,|log2FC|>1)。通过GO富集分析(P<0.05)发现它们主要参与了表皮发育、肽键交联结合、角质细胞分化、细胞外基质组织生成等生物学过程。分子功能包括细胞外基质结构组分、分子活性、钙离子及血小板源性生长因子结合等的功能;而细胞组成分析提示这些差异基因主要集中在细胞外基质。KEGG富集通路分析(P<0.05)显示主要的信号通路包括阿米巴病信号通路、细胞外基质作用信号通路、糖酵解和糖异生等信号通路过程。MCODE分析发现金属蛋白酶组织抑制因子-1 (TIMP metallopeptidase inhibitor 1,TIMP1)、基质金属蛋白酶-3 (matrix metallopeptidase 3,MMP3)、分泌性磷酸化蛋白-1(secreted phosphoprotein 1,SPP1)、丝氨酸蛋白酶抑制蛋白E1(serpin family E member 1,SERPINE1)、骨膜蛋白(periostin,POSTN)、类胰岛素生长因子结合蛋白-3(insulin like growth factor binding protein 3,IGFBP3)、Ⅲ型胶原α1(collagen typeⅢalpha 1 chain,COL3A1)、沉默桥粒芯糖蛋白-2(desmoglein 2,DSG2)这8个基因可能为诱导食管癌发生发展的关键基因(P<0.05)。通过TCGA数据库验证这8个基因,进一步筛选出COL3A1、IGFBP3、MMP3、SPP1、TIMP1关键基因,且这5个基因同时在食管鳞状细胞癌和腺癌中高表达(P<0.05)。结论:采用生物信息学方法能够有效分析食管癌与正常食
