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背景:肾细胞癌（Renal cell carcinoma,RCC）是泌尿系统肿瘤之一,是肾脏中最为常见的肿瘤。肾细胞癌患者占肾癌总发病率的95%以上,在全球癌症总发病率中约占3-5%。透明肾细胞癌（Clear cell renal cell carcinoma,cc RCC,75%）、乳头状肾细胞癌（Papillary renal cell carcinoma,p RCC,16%）及嫌色细胞癌（Chromophobe renal cell carcinoma,ch RCC,7%）是肾细胞癌中最主要的三种组织学亚型,其中透明肾细胞癌是肾细胞癌的主要表现形式。包括多种基因突变和表观遗传改变在内的多种遗传因素是引起肾细胞癌发生的主要因素之一,慢性肾脏疾病、血液透析、肾脏移植、后天性肾囊性疾病,以及糖尿病也是肾细胞癌的重要成因。此外,吸烟、肥胖、高血压和（或）长期应用抗高血压药物都与肾细胞癌的发生密切相关。目前的研究发现在肾细胞癌发生发展过程中存在多种复杂发病机制涉的参与,但是尚不清楚其具体病程过程中的分子生物学基础,因此通过实验手段研究不同肿瘤基因和（或）抑癌基因及其涉及到的肿瘤通路在肾癌中的作用,将帮助我们更深入地了解肾细胞癌发生发展机制,更有利于我们进行肿瘤的早期诊断和针对性的药物开发。近年来,有越来越多的线索表明,包括酪氨酸激酶、Wnt/β-catenin和生长因子受体在内的多种信号通路,以及包括组蛋白修饰、转录因子调控和可变剪接在内的多种表观遗传调控过程参与了肾细胞癌的发生与发展,然而,其中的机制依然不甚明朗。目的:本论文主要聚焦于两个与肾细胞癌发生发展相关的基因:癌基因DIRAS2和抑癌基因SETD2。GTP-binding Ras-like protein 2（DIRAS2）是一种小GTP酶,属于Ras家族一个独特亚群Di-Ras,是酪氨酸激酶途径下游MAPK信号级联过程的一员,在肾细胞癌中高表达。SETD2是一种表观遗传调控因子,具有组蛋白甲基转移酶活性,将组蛋白H3 36位赖氨酸二甲基化转化为三甲基化,是肾细胞癌中高突变的基因之一。本论文主要从临床表现和分子致病机制方面入手,探讨DIRAS2和SETD2基因参与调控肾细胞癌发生发展的分子生物学机制。这方面的研究可以帮助我们了解肾细胞癌的发生发展过程,有助于肾细胞癌的早期诊断和新治疗方法的开发。方法:为了探究肾细胞癌中的高表达基因DIRAS2在肾细胞癌发生发展中的功能,首先,我们利用基因表达肿瘤临床数据库和病人组织样品,通过实时定量PCR（RT-q PCR）、免疫组织化学染色（IHC）和蛋白免疫印迹（WB）的方法检测了DIRAS2在透明肾细胞癌中的表达水平。进一步通过体内、体外功能性实验探究了DIRAS2的促瘤作用。最后,通过分子实验探究了DIRAS2发挥促瘤功能的分子调控机制。为了探究肾细胞癌中的高突变基因SETD2在肾细胞癌发生发展中的功能,我们构建了肾小管上皮细胞中特异性敲除SETD2的基因工程小鼠模型,并通过免疫组织化学染色和蛋白免疫印迹的方法进行小鼠表型分析。然后,通过RNA-seq和Ch IP-seq分析手段,探究了SETD2缺失后肿瘤相关信号通路和基因表达的变化情况。最后,通过药物挽救实验在小鼠体内验证了SETD2缺失引起肾细胞癌发生的分子机制。结果:第一部分中,我们发现DIRAS2在透明肾细胞癌中显著高表达,并且其蛋白水平与肾细胞癌中高突变的VHL基因的表达量负相关。进一步通过体内、体外的细胞功能性实验和分子生物学实验发现,在VHL缺失的情况下,DIRAS2可以激活Ras/MAPK信号通路,促进细胞的增殖、迁移、侵袭和移植瘤形成。在VHL存在的情况下,VHL可以作用于DIRAS2,并促进DIRAS2的泛素化和降解,从而抑制其促瘤功能。第二部分中,我们构建了肾小管上皮细胞中特异性表达c-MYC的多囊肾病小鼠模型,和过表达c-MYC并敲除SETD2的透明肾细胞癌小鼠模型。动物实验发现SETD2的缺失可以促进c-MYC引起的多囊肾病发展成透明肾细胞癌。随后的转录组和表观遗传分析以及分子实验发现,SETD2一方面通过与β-catenin在其靶基因的启动子区域的竞争性结合,另一方面通过组蛋白三甲基化方式维持“β-catenin破坏复合体”成员的转录水平,从而在转录和转录后水平上抑制了β-catenin的转录活性。因此,SETD2缺乏可以通过Wnt/β-catenin信号的过度激活增强上皮-间充质转化（EMT）和肿瘤发生。结论:我们的研究创新型地发现:1)潜在的癌基因DIRAS2可以通过激活MAPK激酶途径促进肾细胞癌发生发展,并且DIRAS2的稳定性受到VHL引起的泛素化降解抑制。2)SETD2缺失在转录和转录后水平上增强β-catenin转录活性并促进多囊肾病发展成肾细胞癌。这些结果不仅拓展了DIRAS2和SETD2分别作为癌基因和抑癌基因的功能研究,也为肾细胞癌的临床诊断提供了新的分子诊断依据,为肾细胞癌的治疗提供一个潜在的有希望的策略。同时,我们建立了与以往不同的,能够概括从多囊肾病到肾细胞癌这一发展过程中主要的分子和细胞特征的透明肾细胞癌自发肿瘤模型,这也将为临床前的药物治疗研究提供有益的帮助。