肝细胞癌（hepatocellular carcinoma，HCC）是最常见的原发性肝癌，早期起病隐匿，一旦出现症状多已进入中晚期。肝癌发病率位于恶性肿瘤第五位，致死率在所有癌症中排在第三位。全球每年新诊断患者有一半在中国，特别是在沿海地区，肝癌的发病率和致死率正逐年攀升。因此，探讨肝癌发生和发展过程的调控机制，不仅有助于完善肝癌分子网络，而且有助于发现新型肝癌标志分子、开发新的药物靶点，对肝癌临床诊断和治疗具有重要的价值。HAb18G/CD147是本室前期用肝癌抗体HAb18筛选HCC cDNA表达文库获得的一种新型肿瘤药靶分子，属于免疫球蛋白超家族类黏附分子，在多种肿瘤中高表达。研究发现，HAb18G/CD147刺激肝癌细胞和间质成纤维细胞分泌高水平基质金属蛋白酶（matrix metalloproteinases，MMPs），从而降解细胞外基质，促进肝癌细胞的浸润和转移。但仍有以下问题亟待回答：1）HAb18G/CD147分子是否参与肝癌发生？2）HAb18G/CD147分子表达的转录调控信号通路是什么？3）HAb18G/CD147分子是否对肝癌细胞去分化恶性表型具有促进作用？转化生长因子-β（transforming growth factor beta，TGF-β）是肝炎到肝硬化再到肝癌的肝病进展过程中关键的炎性调节因子。在癌发生阶段，TGF-β由抑癌因子向促癌因子转变，从而促进肝癌发生发展。作为慢性肝病微环境中重要的细胞因子，TGF-β促进肝癌进展的分子网络依然未被完全阐明。本研究针对上述科学问题，旨在阐明炎性因子TGF-β与肝癌抗原HAb18G/CD147是否形成分子网络，揭示其中涉及的信号转导通路；并明确其在肝癌发生和发展过程中的作用和意义。研究分为以下三个部分：第一部分：TGF-β-HAb18G/CD147正反馈环路介导肝细胞上皮-间质转化促进肝癌发生的研究。在肝癌发生发展进程中，TGF-β能诱导上皮细胞转化为间质样细胞，即上皮-间质转化（epithelial-mesenchymal transition，EMT）。第一部分实验发现，TGF-β1刺激正常肝细胞后，HAb18G/CD147表达上调，伴随E-cadherin下调及N-cadherin上调；HAb18G/CD147表达由PI3K/Akt/GSK3β通路调控。转录因子Slug作为TGF-β1-PI3K-GSK3β-Snail1信号通路的下游分子，直接调控EMT过程中HAb18G/CD147表达。而过表达CD147的细胞其TGF-β的mRNA水平发生上调，证明TGF-β和HAb18G/CD147两者之间存在正反馈机制。过表达CD147的肝细胞获得间质样细胞的表型改变，发生EMT现象，表现为MMP-2分泌能力、划痕愈伤能力和软琼脂克隆形成能力均显著提高，同时细胞抗凋亡能力和增殖能力也增强。在裸鼠皮下成瘤模型和脾注射癌细胞转移模型中，稳定转染CD147的肝细胞成瘤能力显著提高，转移能力显著增强。由此证明，CD147可通过EMT提高肝细胞的恶性行为，并具有潜在致瘤性。在人肝癌组织及肝硬化组织中，HAb18G/CD147均高表达，阳性率分别为76%和100%；而在肝血管瘤旁肝组织、肝炎组织中，HAb18G/CD147表达缺失。EMT标志物E-cadherin在在肝组织中阳性率为72%，在肝炎组织中为33%，但在肝硬化和肝癌中的阳性率分别降至8%和4%；二者在肝癌组织中表达呈负相关（rs=-0.3622，P=0.0105）。HAb18G/CD147与Slug在肝癌组织中的表达呈正相关（rs=0.3064，P=0.0323）。以上结果证实，TGF-β1介导的EMT过程中，信号通路TGF-β1-PI3K-GSK3β及其下游转录因子Snail1、Slug参与调节HAb18G/CD147表达，其中Slug与HAb18G/CD147启动子区结合，直接调控其表达；HAb18G/CD147在肝癌发生的EMT过程中发挥着重要作用，HAb18G/CD147与TGF-β形成的正反馈环路可作为新的肝癌预防靶点。第二部分：HAb18G/CD147分子调控TGF-β通路调节肝癌细胞去分化促进肝癌进展的研究。去分化是肝癌发生发展过程中的重要现象，肝癌的恶性程度往往与去分化程度直接相关。实验发现，当TGF-β刺激以及HAb18G/CD147稳定转染使高分化肝癌细胞的HAb18G/CD147表达上调时，高分化肝癌细胞发生去分化，表现为分化相关分子如肝细胞核因子4α（hepatocyte nuclear factor4α，HNF4α）和E-钙黏素（E-cadherin）下调、核质比上调、细胞紧密连接丢失等。进一步发现，HAb18G/CD147过表达可以提高高分化肝癌细胞的克隆形成能力、侵袭能力和皮下成瘤能力；而全反式维甲酸（all-trans retinoic acid，ATRA）处理及HAb18G/CD147稳定干涉使低分化肝癌细胞HAb18G/CD147表达下调，则诱导细胞重新分化。以上结果证实HAb18G/CD147促进肝癌细胞去分化，并影响肝癌细胞恶性行为。通过对分子调控机制的研究，我们发现，HAb18G/CD147通过其下游分子β-黏连蛋白（β-catenin）调控TGF-β表达，通过MMPs促进TGF-β活化，从而激活TGF-β下游通路，抑制HNF4α等分化相关分子，参与去分化过程。第三部分：以TGF-β-HAb18G/CD147环路关键分子为靶点诱导分化的抗肝癌研究。针对TGF-β-HAb18G/CD147环路的关键靶点，我们设计了三种慢病毒载体，即HNF4α过表达慢病毒载体LV105-HNF4A、Smad7过表达慢病毒载体LV105-Smad7和HAb18G/CD147干涉慢病毒载体pLKO-CD147。实验发现，过表达HNF4α和Smad7及干涉HAb18G/CD147的慢病毒载体共同感染低分化肝癌细胞SMMC-7721后，多种肝细胞表型分子（G6PT10、CRP、APOCIII、CYP1A2、ALDOB）表达上调，核质比降低，细胞增殖能力、抗凋亡能力、皮下成瘤能力等恶性行为减弱。证实靶向TGF-β-HAb18G/CD147环路的基因疗法可降低肝癌细胞的恶性行为，诱导肝癌细胞分化。TGF-β-HAb18G/CD147环路可作为肝癌分化疗法的潜在靶点。综上所述，在肝癌发生阶段，TGF-β通过PI3K-GSK3β-Snail1-Slug通路转录调控HAb18G/CD147表达；HAb18G/CD147分子介导肝细胞发生EMT，并与TGF-β形成正反馈环路，促进肝癌发生。在肝癌发展阶段，HAb18G/CD147通过其下游β-catenin通路及MMPs分子激活TGF-β通路，抑制HNF4α等分化相关分子，刺激高分化肝癌细胞去分化，促进肝癌进展。针对TGF-β-HAb18G/CD147环路的三个关键靶分子HNF4α、Smad7和HAb18G/CD147设计的慢病毒载体，通过抑制HAb18G/CD147表达，上调HNF4α、Smad7表达，可诱导肝癌细胞分化，逆转肝癌细胞恶性表型。本研究首次阐明了肝癌抗原HAb18G/CD147与炎性因子TGF-β形成的正反馈环路在肝癌发生发展过程中的重要作用，并揭释了TGF-β-HAb18G/CD147环路的相互调控信号转导通路。上述研究进一步完善了HAb18G/CD147在肝癌发生发展中的分子网络，并为基于靶向TGF-β-HAb18G/CD147环路的抗肝癌治疗提供了新的理论。