目的:铁离子参与了细胞中的多种代谢途径,铁离子的稳态对细胞的正常生命活动至关重要。本论文旨在通过研究铁过载对胃癌细胞增殖、迁移、侵袭能力的影响并分析胃癌患者细胞中铁代谢模式的改变探讨铁与胃癌转移的相关性及其关键机制,并通过构建胃癌患者铁过载相关预后模型以期对胃癌患者的预后和治疗提供有益的指导。方法:MTT法检测铁过载对人胃癌细胞HGC-27、BGC-823、MGC-803细胞增殖能力的影响。细胞划痕实验及Transwell实验在细胞水平检测铁过载对三株细胞迁移及侵袭能力的影响。实时荧光定量PCR及蛋白免疫印迹实验在转录和翻译水平检测铁过载对三株细胞上皮间充质转化相关生物标志物的影响。转录组测序技术筛选出潜在的铁过载干预的信号通路,之后通过蛋白免疫印迹方法进行验证。通过生物信息学方法分析铁摄取相关基因TFRC和DMT1在泛癌中的表达情况及胃癌组织中TFRC和DMT1蛋白的表达情况,之后使用一致性聚类方法构建铁代谢相关胃癌分子亚型,并使用R软件对不同的分子亚型中的人群进行生存分析、分子生物学特征分析及肿瘤微环境特征分析。通过主成分分析法对每一位胃癌患者构建铁代谢特征基因评分,使用R软件分析高低评分组中患者的生存差异以及与铁代谢分子亚型的关系,最后分析高低评分组间细胞程序性死亡-配体1（programmed cell death 1 ligand 1,PD-L1）基因表达、肿瘤突变负荷、微卫星不稳定的差异。使用LASSO回归方法构建胃癌铁过载预后模型并计算每一位胃癌患者的风险值,以人群中风险值的中位值为截断值将胃癌患者分为高低风险组,并将这一模型在验证集中进行验证。使用R软件对高低风险组中的人群进行生存分析、临床病理学特征分析、分子生物学特征分析及肿瘤微环境特征分析。并通过时间依赖性受试工作者特征曲线验证模型的准确性,通过决策曲线分析法验证列线图的准确性。结果:1.铁过载促进了人胃癌细胞HGC-27、BGC-823以及MGC-803的增殖能力,其中HGC-27的增殖能力在铁离子浓度为600?M达到最大,BGC-823、MGC-803的增殖能力在铁离子浓度为800?M达到最大。同时铁过载促进了人胃癌细胞HGC-27、BGC-823以及MGC-803的迁移能力,三株细胞的迁移能力在铁离子浓度达到400?M达到最大。而在铁离子浓度为600?M的时细胞的侵袭能力显著上升。铁过载使人胃癌细胞HGC-27、BGC-823以及MGC-803中Vimentin、Twist1、Snail1、N-cadherin基因的上调,E-cadherin基因的表达下调。同时铁过载总体上促进了人胃癌细胞HGC-27、BGC-823以及MGC-803中Vimentin、Fibronectin、Twist1、Snail1、N-cadherin蛋白的表达,抑制了E-cadherin蛋白的表达。对转录组测序得到的差异基因进行通路富集发现铁过载影响了胃癌细胞HGC-27中Ras信号通路、PPAR信号通路、HIF-1信号通路、c AMP信号通路、MAPK信号通路、PI3K-AKT信号通路等信号通路,通过实验验证了铁过载促进了PI3K-AKT通路中p AKT和p PI3K的表达。2.较之于正常组织,在胃癌组织中TFRC和DMT1基因上调,免疫组化结果显示TFRC和DMT1蛋白在胃癌组织中高表达。一致性聚类构建的铁代谢相关分子亚型含三个亚型,命名为IMcluster A、IMcluster B、IMcluster C。三个亚型患者间总生存期差异显著,其中IMcluster B患者更具有生存优势。分子生物学特征显示IMcluster B中与DNA修复有关的通路高度激活。而在IMcluster C中与癌症相关的信号通路及基质激活相关的信号通路高度激活。肿瘤微环境特征显示IMcluster B浸润了大量的固有免疫细胞和适应性免疫细胞,而在IMcluster C中浸润了少部分固有免疫细胞和适应性免疫细胞以及大量的基质细胞。主成分分析法构建了胃癌患者铁代谢相关基因特征评分,命名为IMscore,通过选取最优截断值将患者分为高低评分组,其中高IMscore具有更显著的生存优势,其中大多数高IMscore患者属于IMcluster B,大多数低IMscore患者属于IMcluster C。临床病理特征中高低IMscore组的T、N分期存在显著差异。最后我们发现高IMscore组的PD-L1的表达水平较高,肿瘤突变负荷与IMscore正相关,且高微卫星不稳定患者中IMscore更高。3.通过LASSO回归分析构建的预后模型得到每一位患者的风险值,高低风险组之间的总生存期、肿瘤病理分级以及T分期存在显著差异。时间依赖性受试工作者特征曲线显示该模型预测1、3、5年的AUC值为0.704、0.717、0.853,因此预后模型的准确性较好。分子生物学特征显示高风险组中与癌症相关的信号通路及基质激活通路高度激活,而在低风险组中与DNA修复相关的通路高度激活。肿瘤微环境特征显示高风险组中有大量的基质细胞浸润,而低风险组中有少部分固有免疫细胞和适应性免疫细胞浸润。决策曲线分析显示构建的综合列线图对胃癌患者的1、3、5年生存率有更好的预测能力。结论:1.铁过载促进了胃癌细胞的增殖、迁移及侵袭能力,其中对侵袭和迁移能力的影响可能是通过影响PI3K-AKT信号通路实现的。2.胃癌组织中铁代谢模式发生了改变,且胃癌组织体现为“嗜铁”特征。3.胃癌组织中铁代谢模式的改变影响了与DNA修复、基质激活、免疫激活相关的信号通路及癌症相关的信号通路,同时铁代谢的改变对胃癌组织中肿瘤微环境的重塑有一定的影响,改变了免疫细胞和基质细胞的浸润丰度。4.针对胃癌患者的IMscore能够对胃癌患者的免疫治疗获益提供预测的可能性。5.与铁过载相关的预后模型及列线图能够较好的预测患者的1、3、5年生存率。