肝癌(Hepatocellular carcinoma,HCC)是世界上最常见的和最致命的疾病之一。DNA甲基化的改变经常能在HCC中被观察到,并且可能在HCC的发生、诊断以及预后方面具有重要的作用。使用TCGA数据库中的HCC的数据集,我们将HCC病人分成了不同的甲基化亚型,找到了差异甲基化和差异表达基因,分析了DNA甲基化对基因表达的顺式调控(cis-regulation)和反式调控(trans-regulation)。为了找到潜在的HCC诊断标志物,通过比较375个HCC组织、50个正常肝组织、184个健康人血液样本以及3780个患有其他癌症病人的甲基化谱数据我们筛选出了HCC特异的CpG位点。构建了逻辑回归模型来区分HCC与正常对照样本。模型的性能通过三套独立的数据集(347个HCC和122个正常样本)和10个新收集的HCC病人样本来进行评估。我们找到了一组具有CpG岛高甲基化表型的病人(CpG island methylator phenotype,CIMP),并发现CIMP病人的总体生存比非CIMP病人的总体生存要更差。我们的分析显示,DNA甲基化对基因表达的顺式调控主要是负相关,而反式调控则更加的复杂。更重要的是,我们找到了6个HCC特异的高甲基化位点,它们可以作为潜在的诊断标志物。使用六个CpG位点预测HCC可以实现~92%的灵敏度,~98%的特异性来排除正常肝组织,和~98%的特异性来排除其他癌症。与之前已发表的甲基化标志物相比,我们的结果是唯一可以将HCC与其他癌症区分开的。除此之外,我们还找到了9个低甲基化位点可以作为HCC的预后标志物。总的来说,我们系统地描述了HCC中的DNA甲基化特征,提供了潜在的HCC的诊断标志物和预后标志物。