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目的:神经母细胞瘤(Neuroblastoma,NB)是儿童群体中最常见的颅外恶性实体瘤,低、中危NB患者的生存率可达90%,但高危NB患者的远期预后仍较差。目前NB的发病机制尚不完全清楚,本研究就NB的致病机制进行更深入的研究,为临床NB患者的治疗开辟新的道路。方法:1.采用生物信息数据分析的方法,基于两个与NB相关的基因表达综合(Gene Expression Omnibus,GEO)数据集:GSE3960和GSE54720,利用DESeq R计算NB中的差异性表达基因(differentially expressed genes,DEGs);2.利用受试者工作特征(Receiver Operating Characteristic,ROC)曲线分析已筛选出的前8位DEGs,检测其在NB中的诊断效能;3.选取SK-N-SH、SK-N-BE(2)、IMR32、SH-SY5Y,SK-N-AS共5种常见NB细胞系,通过定量RT-PCR(quantitative RT-PCR,q RT-PCR)的方法验证筛选出的前8位核心基因在NB细胞系中的表达水平;4.q RT-PCR、蛋白质印迹法(Western blot,WB)和免疫荧光染色(Immunofluorescence,IF)等方法验证其中两个基因ISL1与GATA3在5种NB细胞系中呈现出高表达的状态;5.基于数据库资料对ISL1和GATA3基因表达水平与NB临床患者的临床特征和总生存率的关系进行分析;证实其在NB预后方面的预测价值;6.采用免疫组织化学染色(Immunohistochemistry,IHC)的方法,对57例临床患者的病理标本组织进行ISL1染色,验证ISL1基因在NB肿瘤组织中的表达水平。并利用57例患者的临床数据资料,统计分析ISL1与NB患者生存及临床病理特征的关系;7.选取ISL1作为靶基因进行进一步的功能实验验证。采用细胞内转染小干扰RNA(si-RNA)的方法对ISL1进行敲降。选择SK-N-SH、SK-N-BE(2)两种NB细胞系,进行Ed U增殖检测、Transwell、划痕及细胞凋亡实验,比较敲降组和对照组NB细胞系在增殖、迁移、凋亡等细胞生物学行为方面的差异;8.建立免疫缺陷小鼠模型,构建ISL1降表达体系,体内验证ISL1在NB中的促肿瘤作用;9.利用WB技术在蛋白水平上验证2种NB细胞系中ISL1在NB中发挥作用所介导的信号通路,揭示ISL1在NB中的发病机制。结果:1.基于生物信息数据集共鉴定出GFAP、PAX6、FOXG1、GAD1、PTPRC、ISL1,GRM5和GATA3等8个在NB中表达的DEGs,其中ISL1、PTPRC、GATA3基因在理论上呈高表达水平;且ROC曲线显示ISL1与GATA3对NB的诊断效能最高,对应的AUC值均为1.000(P=0.002);2.基于q RT-PCR技术验证的前8位核心基因中,ISL1和GATA3为高表达,与数据集中的证据相一致。而PTPRC基因在5种NB细胞系中被证实为低表达水平状态;3.q RT-PCR、WB和IF结果显示5种NB细胞系中ISL1和GATA3在m RNA和蛋白水平上均呈高表达的状态;4.基于ISL1和GATA3相关数据集的分析结果显示,ISL1与GATA3均与NB患者的不良预后相关,高表达水平的患者具有更差的无事件生存率EFS(Event-free survival)和总生存率OS(Overall survival);5.57例NB病理标本IHC染色结果显示:57例标本中,ISL1低表达的有28例(49.1%),ISL1高表达的有29例(50.9%)。且在NB患者中,ISL1高表达的患者与低表达患者相比,前者具有较差的EFS(P<0.002)和OS(P<0.005),差异具有统计学意义;6.细胞生物功能实验和小鼠体内实验结果显示:利用si RNAs敲降ISL1后,两种NB细胞系SK-N-SH、SK-N-BE(2)的增殖、迁移能力明显减弱,而细胞凋亡比例增加,表明ISL1在NB中通过促进肿瘤细胞的增殖、迁移、抑制细胞凋亡而发挥促肿瘤的作用;7.WB结果表明,ISL1敲降后SK-N-SH、SK-N-BE(2)细胞系的上皮间质转化过程(Epithelial-mesenchymal transition,EMT)受到抑制;且ISL1对NB的EMT作用受PI3K/Akt信号通路的调控;结论:GFAP、PAX6、FOXG1、GAD1、PTPRC、ISL1,GRM5和GATA3是神经母细胞瘤中的前8位差异性表达基因;ISL1高表达与NB患者的不良预后相关,可作为临床预后指标用于监测疾病状态;ISL1在神经母细胞瘤中发挥促肿瘤的作用,通过PI3K/Akt信号通路实现对神经母细胞瘤EMT过程的调控。此研究结果更深一步明确了神经母细胞瘤的致病机制,ISL1有望成为神经母细胞瘤新的治疗靶点。