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乳腺癌已成为全球发病率最高的恶性肿瘤,并且是女性癌症死亡的第二大原因,仅次于肺癌。乳腺癌发生的分子机制复杂,在乳腺癌的发生过程中会伴随着mRNA、lncRNA和DNA甲基化的变化。本课题研究对乳腺癌患者癌组织和癌旁组织进行转录组测序,从数据库中获取这些信息并进行分析,再入组早期乳腺癌患者进行分子生物学验证,旨在确定与早期乳腺癌（EBC）诊断和预后相关的关键分子标记物。第一部分利用生物信息学技术对早期乳腺癌的DNA甲基化和基因数据库整合分析研究其表观遗传学特征目的:通过高通量测序技术,挖掘TCGA数据库早期乳腺癌高通量数据,确定与早期乳腺癌（EBC）诊断和预后相关的关键分子标记物。方法:从癌症基因组图谱（TCGA）数据库中下载乳腺癌相关的mRNA、lncRNA和DNA甲基化数据,用于鉴定差异表达的mRNAs（DEmRNAs）、差异表达的lncRNAs（DelnRNAs）和DNA甲基化分析。通过GO富集分析、KEGG通路分析,鉴定差异表达mRNA的生物学功能及参与的信号通路。对DNA甲基化与差异表达mRNAs进行相关性分析,并对已识别的差异表达mRNA和差异lncRNAs进行诊断分析和预后分析。最后,利用GSE32393数据集对已识别差异表达mRNA进行甲基化状态验证。结果:通过生信分析获得1633个差异表达mRNA、750个差异lncRNA和8042个差异甲基化位点。通过GO富集和KEGG通路分析鉴定差异表达mRNA的生物学功能,发现大多数DEmRNA参与细胞活动、细胞周期、转录等。在Venn分析中,我们发现了11个关键基因（ALDH1L1、SPTBN1、MRGPRF、CAV2、HSPB6、PITX1、WDR86、PENK、CACNA1H、ALDH1A2和MME）。利用ROC曲线对11个差异表达mRNA的诊断价值进行分析,发现ALDH1A2（高甲基化）、ALDH1L1（高甲基化）、HSPB6（高甲基化）、MME（高甲基化）、MRGPRF（高甲基化）、PENK（高甲基化）、PITX1（低甲基化）、SPTBN1（高甲基化）,WDR86（高甲基化）和CAV2（高甲基化）可能被认为是早期乳腺癌潜在的诊断基因生物标记物。小结:1.通过生物信息学研究获得1633个差异表达mRNA、750个差异lncRNA和8042个差异甲基化位点,并发现大多数DEmRNA参与细胞活动、细胞周期、转录等。2.在Venn分析中,我们发现了11个关键基因（ALDH1L1、SPTBN1、MRGPRF、CAV2、HSPB6、PITX1、WDR86、PENK、CACNA1H、ALDH1A2和MME）。并发现除CACNA1H外,其余10个基因可能被认为是早期乳腺癌潜在的诊断基因生物标记物。第二部分临床样本验证DNA甲基化和基因整合分析获得的差异基因目的:运用RT-PCR技术,在临床样本中检测验证差异表达的基因。方法:获取6例早期乳腺癌组织样本（疾病组）和癌旁组织样本（对照组）进行RT-PCR。使用TRIzol试剂盒提取总RNA,使用Fast King c DNA第一链合成试剂盒进行mRNA的逆转录;然后使用Super Real Pre Mix Plus试剂盒进行实时定量荧光PCR确定基因的差异表达变化,使用甘油醛-3-磷酸脱氢酶（GAPDH）和肌动蛋白β（ACTB）被用作内参照物。使用2-ΔCt方法计算相对基因表达水平。结果:与癌旁组织相比,早期乳腺癌组织的CAV2、MME、FHL1、CAV1、LINC01537、TRHDE-AS1表达下调,CACNA1H的mRNA表达下调到癌旁组织的0.27,CAV2的mRNA表达下调到癌旁组织的0.18,MME的mRNA表达下调到癌旁组织的0.09,FHL1的mRNA表达下调到癌旁组织的0.43,CAV1的mRNA表达下调到癌旁组织的0.57,LINC01537的表达下调到癌旁组织的0.37,TRHDE-AS1的mRNA表达下调到癌旁组织的0.40。LINC01614和FOXD3-AS1在早期乳腺癌组织中表达上调,LINC01614的表达上调到癌旁组织的13.51,FOXD3-AS1的mRNA表达上调到癌旁组织的3.59,这与生物信息学分析的结果一致,除CAV1和FOXD3-AS1外,其余基因的表达均存在显著性差异（P＜0.05）小结:与癌旁组织相比,早期乳腺癌组织的CAV2、MME、FHL1、CAV1、LINC01537、TRHDE-AS1表达下调,LINC01614和FOXD-3-AS1在早期乳腺癌组织中表达上调,而CACNA1H和ENSG0000261294与生物信息学分析结果相反,造成这种差异的原因可能是由于样本量小造成的,需要进一步的研究。第三部分细胞学水平验证AC093110.1在早期乳腺癌中的作用机制目的:在细胞水平探讨AC093110.1在乳腺癌中潜在生物学功能,以及过表达AC093110.1后对SPTBN1蛋白表达的影响。方法:在人乳腺癌细胞系MCF-7中过表达AC093110.1。通过RT-PCR确定AC093110.1的表达水平,通过MTT实验分析AC093110.1对细胞增殖的影响,细胞划痕实验分析AC093110.1对细胞迁移的影响。通过Western Blot实验检测AC093110.1对SPTBN1蛋白表达的影响。结果:1.与正常细胞相比,AC093110.1过表达细胞的基因表达上升,说明AC093110.1过表达成功,再通过MTT法、细胞划痕实验检测MCF-7细胞的增殖、迁移能力,发现与正常细胞相比,过表达细胞增殖率显著降低（P＜0.05）。AC093110.1过表达细胞在24h和48h的迁移显著下降（P＜0.05）,说明过表达AC093110.1能够抑制细胞迁移。2.Western Blot结果显示过表达AC093110.1后SPTBN1蛋白表达水平显著上升,这个结果表明AC093110.1可能通过调控SPTBN1对早期乳腺癌细胞的增殖和迁移发挥重要作用。小结:过表达AC093110.1能够抑制MCF-7细胞系的增殖和迁移能力。AC093110.1能够调节SPTBN1的表达,在肿瘤细胞增殖和迁移中发挥重要功能。结论:1.通过生物信息技术,发现了可以被用于早期乳腺癌诊断的潜在生物标记物:ALDH1A2、ALDH1L1、HSPB6、MME、MRGPRF、PENK、PITX1、SPTBN1、WDR86和CAV2。2.采用RT-PCR技术对早期乳腺癌组织样本和癌旁组织样本进行差异基因CACNA1H、CAV2、MME、FHL1、CAV1、LINC01537、TRHDE-AS1、LINC01614、FOXD3-AS1和AC120498验证,所得结果与生物信息学分析的结果基本一致。3.AC093110.1能够调节SPTBN1的表达,在肿瘤细胞增殖和迁移中发挥重要功能,为早期乳腺癌的调节机制提供了线索。