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研究背景:肝细胞癌是严重影响生活质量和生命健康的消化系统常见的疾病之一,据最新数据表明,肝细胞癌占全球恶性肿瘤发病率第六位,在恶性肿瘤死因中占第四位。虽然目前对肝细胞癌的治疗方法较多,且以手术治疗为主,但绝大多数病人仍难免死于肿瘤的复发和转移。然而目前对于其恶性程度高,治疗效果差,患者预后不理想的确切分子机制尚不完全清楚,因此,探索新的基因功能改变与肝细胞癌发展的关系,对揭示肝细胞癌发生发展的分子机制、提高患者预后及生存重要的意义。核仁纺锤体相关蛋白(NUSAP1)是一种重要的微管结合蛋白,它在有丝分裂过程中参与微管交联,调控着丝粒微管的功能,支配着染色体的摆动。此外,NUSAP1还调控纺锤体组装、染色体分离和细胞分裂。近年来研究表明NUSAP1在黑素瘤、乳腺癌、急性骨髓性白血病等许多肿瘤中都存在高表达,但是NUSAP1与肝癌的关系以及参与细胞生物学过程中的确切机制并未十分明确。本研究旨在探讨NUSAP1在HCC中的表达情况及其与预后不良之间的关系,同时探究NUSAP1在HCC发生发展过程中生物学作用及其分子机制,寻找HCC早期诊断相关的分子标志物和药物作用靶点。方法:1、收集6个独立肝癌数据集(5个GEO数据集和1个TCGA数据集)进行Meta分析,筛选差异表达基因。2、整合TCGA数据库中基因表达与患者临床资料分析NUSAP1与患者生存及肝细胞癌临床病理分型之间的关系。3、利用HepG2肝癌细胞系的RNA-seq数据分析对照组和处理组(敲低基因NUSAP1)之间的差异表达基因和富集通路。4、利用肝癌细胞系(SMCC-7721)构建敲低NUSAP1的细胞模型,转染48h后通过qRT-PCR测定NUSAP1的表达量,评估基因沉默效果,从中筛选出NUSAP1沉默效果最好的质粒用于后续实验。5、将shNUSAP1、shNC、shFoxM1分别转染至Huh7和SMMC-7721两种肝癌细胞系中,分别建立shNUSAP1组、shCtrl组、shPC组,转染48h后,测定细胞增值率。6、用沉默效果较好的NUSAP1-shRNA2和NUSAP1-shRNA3转染SMCC-7721细胞系的克隆形成实验,并用imagJ进行定量分析。7、用sh-NC和sh-NUSAP1转染SMCC-7721细胞48h后的进行细胞周期实验。结果:1、基于GEO数据库中650例样本和TCGA数据库中373例样本分析表明,NUSAP1在肝癌组织中显著高表达。2、总体生存曲线显示,NUSAP1高表达患者预后差,NUSAP1低表达患者生存时间长;肿瘤分级分期资料表明NUSAP1高表达的患者肿瘤恶性程度越高。3、基于HepG2肝癌细胞系对照组和处理组(敲除基因NUSAP1)的RNA-seq数据的通路分析结果显示,NUSAP1可以激活细胞增殖相关基因的表达。4、经qRT-PCR实验检测NUSAP1-shRNA2可以使NUSAP1的表达水平下降至11%,沉默效果最好,所以用NUSAP1-shRNA-2进行后续实验。5、与shCtrl对照组相比,shNUSAP1组两种细胞的增殖率都明显下降且差异有统计学意义(Huh7:P=0.019;SMMC-7721:P=0.006)。6、平板克隆实验结果证明,SMCC-7721细胞敲除基因NUSAP1以后增殖明显受到抑制。7、沉默NUSAP1以后肝癌细胞周期过程受到阻滞,大部分细胞被阻滞在G1期。结论:研究表明,NUSAP1在HCC肿瘤组织中的表达水平显著高于非肿瘤组织。临床资料分析显示,NUSAP1高表达的HCC患者预后较差。细胞增殖实验结果也证明了这一结果,即NUSAP1在HCC细胞增殖中起重要作用。以上研究结果表明,NUSAP1可能是一种新的HCC诊断标志物和治疗靶点。