肝细胞癌(Hepatocellular carcinoma,HCC)是威胁我国人民健康的重大疾病。在世界范围内,肝细胞癌居于男性患者癌症发病率的第五位和死亡率的第二位,发展快,恶性程度高,预后差,素有癌症之王的称号。世界范围内,每年新增的肝细胞癌患者约为700,000例,主要集中在中国、东南亚地区以及撒哈拉以南的非洲国家,呈现显著的地域分布的特征。在肝癌的致病因素中,乙型肝炎病毒(Hepatitis B Virus,HBV)是最重要的诱发因素。病因统计显示54%的肝癌患者与HBV的感染相关,而我国又是HBV感染高发区。由HBV感染所诱发引起的肝细胞癌的发病率占到男性癌症发病率的7.5%和死亡率的5%。因此肝细胞癌的诊断与治疗是中国亟待解决的重大安全卫生问题。当前,肝癌的临床治疗包括根治性切除、移植、组织消融治疗等一系列治疗方法。虽然这些治疗方法为肝细胞癌的治疗带来了一些希望,但肝细胞癌其本身的异质性、复杂性仍旧给研究、治疗肝细胞癌也带来了巨大的困难。当前面临两个亟待解决的问题是早期正确、特异、高效诊断的困难和经肝癌的根治性切除后患者的高复发率的问题。早期的肝细胞癌患者具有更好治疗效果,能够显著提高肝癌患者的生存率并降低肝细胞癌复发和转移的概率,故早诊是应对肝细胞癌的重要途径之一。而目前常用的肝细胞癌的早期诊断的诊断标志物例如甲胎蛋白(Alpha Fetoprotein,AFP)仍有部分假阳性或假阴性的问题,故肝细胞癌的早期诊断和精准分期急需寻找新的、基于信号通路的特异性好、灵敏度高的生物标志物或其组合。现代医学一般认为,癌症的发生是由于机体内的基本细胞调控机制出现缺陷而导致的疾病。这种调节机制的丧失会导致细胞分裂和增殖的失控、细胞赘生以及转移等癌症疾病表型的发生。蛋白质质量控制系统与肿瘤的这些行为的深层机制密切相关。在细胞内,泛素蛋白酶体途径通过对某些蛋白的降解的调控,在多种细胞进程中均起到至关重要的作用。癌症的发生发展是一个长时间、多进程的递进过程。而泛素蛋白酶体系统是一个多因子、多步骤的蛋白质降解调控体系,对这个体系中的不同因子的调控,是改变肿瘤发展进程的重要的措施。对肝细胞癌中泛素蛋白酶体途径的变化的研究也是肝细胞癌病理及治疗方法研究的热点之一。本研究利用了实验室成熟的高覆盖度、高灵敏度、高精度的定量蛋白质组学研究技术,对不同转移能力的肝细胞癌患者的组织样本以及不同转移潜能的肝癌细胞系样本进行研究,探索肝细胞癌侵袭与转移的机理,发现存在显著差异或失调的信号通路,以及在侵袭与转移过程中肝癌细胞中蛋白质质量控制系统的变化或失调,从而发现肝细胞癌在侵袭与转移过程中的细胞内各种进程发生的变化,为探索肝细胞癌发生发展的分子机制提供帮助。我们首先选取了根据肝癌tnm分型表征进行分期的不同病程阶段三组明确的肝癌标本,应用itraq技术进行了系统的高覆盖定量蛋白质组学组研究。我们共鉴定4620个蛋白质,总定量蛋白数为3781。t1期癌组织与t1期癌旁组织相比,共筛选到差异表达蛋白330个,其中表达上调,而表达下调的蛋白有198个。t2期癌组织与t1期癌旁组织相比,共有356个差异表达蛋白,其中172个蛋白上调表达,193个蛋白下调表达。而t3期癌组织与t1期癌旁组织相比,共筛选到差异表达蛋白387个,其中185个蛋白表达上调,202个差异蛋白表达下调。这些差异蛋白分布在外源物质代谢、维生素代谢、细胞凋亡、肝脏脂肪性变、上皮细胞癌、肿瘤细胞增殖、氧化应激、细胞扩散与细胞粘附和肿瘤细胞转移等相关通路,提示这些变化可能与肝癌的发展高度相关。进一步研究发现,相比于癌旁组织,flnc蛋白的表达量在癌组织中显著上调,且随着肝细胞癌疾病病程的发展其表达量逐渐升高。这一结果还被westernblot和tcga数据库中50例肝癌的癌与癌旁样本数据证实,提示该蛋白可作为肝细胞癌病程发展过程中的一个新的潜在生物标志物。在上述实验基础上,我们选取了具有不同转移潜能的肝癌细胞系hep3b、mhcc-97l、mhcc-97h和hcc-lm6细胞系,利用实验室新近发展的基于人工杂种ubd的高效泛素化蛋白纯化技术,结合翻译后修饰鉴定的方法探索了肿瘤细胞内蛋白质质量控制系统尤其是泛素蛋白酶体途径的变化与失调情况。共鉴定潜在的泛素化蛋白2569个,以hep3b细胞系作为对照细胞系,97l、97h和lm6细胞与其进行比较,97l/hep3b组得到差异蛋白200个,其中上调蛋白109个,下调蛋白91个;97h/hep3b组得到差异蛋白215个,其中上调蛋白109个,下调蛋白106个;lm6/hep3b组得到差异蛋白97个,其中上调蛋白42个,下调蛋白55个。这些差异蛋白主要集中在细胞的侵袭转移相关的整合素信号通路、肌动蛋白细胞骨架信号通路、上皮细胞紧密连接重塑、cdc42相关信号通路、桩蛋白信号通路、rhogdi信号通路、细胞内信号转导相关的pi3k/akt信号通路、eif2信号通路以及erk/mapk信号通路、等。这是首次从泛素化修饰水平探索肝癌转移机制的尝试。综上所述,本研究依托实验室成熟的高精度及高覆盖度的定量蛋白质组学技术平台、翻译后修饰鉴定技术平台,通过定量蛋白质组学中的itraq技术和翻译后修饰鉴定技术,以不同转移潜能的肝细胞癌患者的组织及细胞系样本作为模型,进行了深入系统的研究,揭示了肝癌转移过程中细胞分子水平及信号通路等的变化情况,建立了不同转移能力肝癌组织的蛋白质表达谱及不同转移潜能的肝癌细胞系的泛素化修饰表达谱。并发现FLNC蛋白的表达量在癌组织中显著上调,且随着肝细胞癌疾病病程的发展其表达量逐渐升高,提示该蛋白可能是肝细胞癌病程发展过程中的一个新的潜在生物标志物。本研究也为肝细胞癌的诊断与治疗提供了新的研究靶标与思路。