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目的 利用生物信息学方法筛选出与骨肉瘤(osteosarcoma,OS)相关的关键基因,以作为OS的潜在诊断标志物和新治疗靶点.方法 从基因表达综合(Gene Expression Omnibus,GEO)数据库中检索下载 2 个符合本研究的OS相关数据集(GSE16088 和GSE42572),共包括 21 例OS组织样本和 14 例正常骨组织样本.对数据集进行矫正分析鉴定出差异表达基因(differentially expressed genes,DEGs).通过加权基因共表达网络分析方法(weighted gene co-expression network analysis,WGCNA)与DEGs筛选出交集基因.对交集基因进行疾病本体论(Disease Ontology,DO)、基因本体论(Gene Ontology,GO)、京都基因与基因组百科全书分析(Kyoto Encyclopedia of Genes and Genomes,KEGG)和蛋白互作(protein-protein interaction,PPI)网络分析.采用受试者工作特征(receiver operating characteristic,ROC)曲线评估该PPI网络degree排名前 10 位的Hubbe基因的表达水平对OS患者的诊断效能,并以另一个OS数据集GSE19276 对Hubbe基因进行验证筛选出关键基因.分析关键基因与浸润性免疫细胞的相关性.收集 2020 年 9 月 1 日至 2022 年 6 月 30 日于广西中医药大学第一附属医院住院手术的 4 例OS患者的OS组织及其癌旁组织,采用实时荧光定量聚合酶链式反应(real-time quantitative polymerase chain reaction,qRT-PCR)对关键基因进行实验验证.结果 在OS组织与正常骨组织中共筛选出 687 个DEGs(上调基因 523 个和下调基因 164 个).WGCNA关键模块基因 2 338 个.DEGs与WGCNA关键模块基因共有交集基因 545 个.DO富集分析结果表明,DEGs与WGCNA结果的交集基因主要与泌尿系统癌症、肾癌、生殖细胞癌、肌肉骨骼系统癌症和胚胎癌等癌症相关.GO富集结果表明,交集基因主要参与骨化的形成、细胞外基质组织和生物矿物组织发育等生物学过程.KEGG通路富集在磷脂酰肌醇 3 激酶(phosphatidylinositide 3-kinase,PI3K)/蛋白激酶B(protein kinase B,PKB,又名Akt)信号通路、过氧化物酶体增殖物激活受体(peroxisome proliferators-activated receptor,PPAR)信号通路及流体剪切应力和动脉粥样硬化等信号通路上.PPI网络分析中degree排名前 10 位的Hubbe基因为磷脂酰肌醇 4,5-二磷酸 3-激酶催化亚基α(phosphatidylinositol-4,5-bisphosphate 3-kinase catalytic subunit alpha,PIK3CA)、脯氨酰 4-羟化酶亚单位α1(prolyl 4-hydroxylase subunit alpha 1,P4HA1)、整合素αⅤ(integrin alpha Ⅴ,ITGAⅤ)、组蛋白去乙酰化酶 2(histone deacetylase 2,HDAC2)、连环蛋白β1(catenin beta 1,CTNNB1)、Ⅲ型胶原蛋白α1(collagen type Ⅲ alpha 1,COL3A1)、Ⅰ型胶原蛋白α2(collagen type Ⅰ alpha 2,COL1A2)、转导蛋白β样 1X相关蛋白 1(transducin beta-like 1X-related protein 1,TBL1XR1)、小核核糖核蛋白多肽G(small nuclear ribonucleoprotein polypeptide G,SNRPG)和Ras相关核蛋白(Ras-related nuclear protein,RAN).以数据集GSE19276 绘制ROC曲线验证Hubbe基因表明,P4HA1 和ITGAV的准确度较高(均AUC>0.8 且P<0.05).qRT-PCR实验结果显示,P4HA1 和ITGAV mRNA在OS组织中高表达(均P<0.01).结论 P4HA1 和ITGAV是OS的潜在生物标志物和治疗靶点.