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目的：HepG2是一株永生化的人肝癌细胞株，已被用于生物人工肝系统的研究。然而，降氨毒能力的不充分限制了它的进一步应用，原因是HepG2细胞中两条氨代谢通路的谷氨酰胺合成酶(hGS)、精氨酸酶I(hArgI)和鸟氨酸转氨酶(hOTC)表达低下或缺失。在前期构建的过表达hArgI和hOTC的HepG2/(hArgI+hOTC)4细胞的基础上，本研究采用携带hGS的重组逆转录病毒感染HepG2/(hArgI+hOTC)4细胞的方法，试图恢复HepG2细胞的氨代谢双通路。方法：将携带空载体pLNCX和逆转录病毒载体pLNAFhGS的重组逆转录病毒液分别感染HepG2/con （已转双基因空载体的HepG2细胞）细胞和HepG2/(hArgI+hOTC)4细胞（前期构建）；应用抗生素G418筛选抗性细胞克隆并扩增培养，将得到的抗性细胞克隆分别命名为HepG2/Mock和HepG2/hArgI+hOTC+AFhGS细胞。用RT-PCR和Western-blot法验证目的基因的表达；CCK-8法检测抗性细胞株的耐氨能力和增殖能力；生物化学法检测hArgI和hOTC酶活力和尿素合成量；商品化试剂盒检测谷氨酰胺产量； Western-blot法检测人精氨酸酶I(hArgI)、人鸟氨酸转氨甲酰酶(hOTC)、人氨基甲酰磷酸合成酶I(hCPSI)、人精氨酸酶代琥珀酸合成酶(hASS)、人精氨酸代琥珀酸裂解酶(hASL)和人精氨酸酶II(hArgII)的蛋白表达水平，最终评估各参与实验的细胞耐氨和解氨能力。另外，还通过基因芯片分析导入的基因对89种细胞周期相关基因的表达情况的影响。结果：hGS成功导入HepG2/(hArgI+hOTC)4细胞。各种重组HepG2细胞的耐氨能力、在高浓度氨环境下的尿素生成量和谷氨酰胺生成量均高于HepG2和HepG2/Mock（P<0.05），其中HepG2/(hArgI+hOTC)4细胞的功能最强。hGS的导入对尿素代谢通路的影响以hArgI的表达和酶活力最为明显，仅在HepG2/(hArgI+hOTC)4细胞表达增强， OTC的表达和酶活力在HepG2/(hArgI+hOTC)4和HepG2/(hArgI+hOTC+AFhGS)1细胞的表达增强，而尿素循环另外三个关键酶之一的ASL表达在HepG2/AFhGS和HepG2/(hArgI+hOTC)4细胞增强，其余基因变化无明显差异。另外，hGS的导入一定程度上促进hArgII的表达。HepG2/AFhGS细胞增殖在第5和7天时落后于其它细胞（P<0.05），而其他细胞株的增殖能力与HepG2比较没有显著差异（P>0.05）；HepG2/AFhGS和HepG2/(hArgI+hOTC+AFhGS)1细胞生物合成功能没有发生显著性改变（P>0.05）只有HepG2/(hArgI+hOTC)4细胞的白蛋白合成增多；基因芯片结果可看出HepG2/AFhGS细胞CDC16、HERC5基因表达上调、BCL2基因表达显著下调；HepG2/(hArgI+hOTC)4细胞除CDC16表达上调外，其余基因表达无明显改变。结论：通过比较，建立的HepG2/(hArgI+hOTC+AFhGS)1细胞株在体外培养的降氨能力不如HepG2/AFhGS和HepG2/(hArgI+hOTC)4细胞，且导入的hGS会抑制先导入HepG2细胞中的hArgI的表达；HepG2/AFhGS细胞因抗凋亡基因BCL2的表达明显下调而影响增殖，因此，我们将选择HepG2/(hArgI+hOTC)4细胞作为下一步动物实验的细胞株。