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目的甲基化 CpG 结合域蛋白 3(methyl-CpG-binding domain protein 3,MBD3)是核小体重塑和组蛋白去乙酰化(NuRD)复合物中的核心亚基,通过表观遗传调控参与乳腺癌、胰腺癌等肿瘤的发生与发展。然而,MBD3在肝细胞癌(hepatocellular carcinoma,HCC)中的作用目前尚无报道。本课题旨在通过分析MBD3在肝癌组织与癌旁正常肝组织中的表达差异以及肝癌组织中MBD3的表达与患者预后的相关性,探讨MBD3在肝癌发生、发展、转移过程中的作用,深入阐明其影响肝癌细胞增殖及侵袭能力的具体分子机制,为发现与HCC预后相关的新的肿瘤标志物及治疗靶点提供理论基础。方法(1)收集HCC临床样本并制作成组织芯片,通过免疫组化染色分析MBD3在肝癌组织及癌旁正常肝组织中的表达差异,并统计分析肝癌中MBD3的表达与患者总生存时间(Overall survival,OS)、无肿瘤复发时间(Disease-free survival,DFS)、无肿瘤转移时间(Metastasis-free survival,MF S)的关系。(2)利用MTS、平板克隆形成、软琼脂克隆球形成、划痕实验、Transwell实验体外检测MBD3对肝癌细胞增殖及侵袭能力的影响。(3)利用裸鼠皮下成瘤、裸鼠尾静脉注射构建肺转移模型体内检测MBD3对肝癌细胞增殖及侵袭能力的影响。(4)通过全基因转录组生物测序分析、癌症基因组图谱(The Cancer Genome Atlas,TCGA)数据库分析、细胞表型及动物表型的rescue实验以及临床肝癌样本的连续石蜡切片IHC染色全方位深入探讨MBD3调控肝细胞癌生长及转移的分子机制。结果(1)临床肝癌样本的IHC染色结果显示MBD3在肝癌组织中较癌旁正常肝组织明显高表达,且肝癌组织中MBD3的表达与预后OS、DFS、MFS均呈明显负相关性。(2)MTS、平板克隆形成及软琼脂克隆球形成实验结果显示MBD3可促进肝癌细胞的增殖能力,划痕实验、Transwell实验结果显示MBD3可促进肝癌细胞的侵袭能力。(3)裸鼠皮下成瘤实验结果显示MBD3可促进肝癌细胞的生长,裸鼠尾静脉注射构建肺转移模型结果显示MBD3可促进肝癌细胞的转移。(4)全基因转录组测序分析筛选出受MBD3调控的下游靶基因一抑癌基因TFPI2。TCGA数据库分析结果提示MBD3在肝癌中的表达较正常肝组织明显增高,且与预后呈负相关,进一步分析发现在肝癌中MBD3的表达与TFPI2呈负相关。在肝癌细胞中经Q-PCR及Western Blot验证MBD3与TFPI2的表达呈现相反的关系。细胞水平及动物学水平的rescue实验结果提示MBD3可通过抑制TFPI2促进肝癌细胞的生长及转移。肝癌临床样本的连续石蜡切片IHC染色结果提示MBD3的表达与TFPI2的表达呈明显负相关,且TFPI2的表达与标记CD34的MVD(微血管密度)值呈明显负相关。结论(1)MBD3在肝癌组织中明显高表达,且与肝癌患者预后密切相关,是肝癌患者的一个独立的不良预后因素。(2)MBD3通过抑制抑癌基因TFPI2的转录及蛋白表达从而促进了肝癌细胞的生长及转移。