目的:肝癌是全球第六常见的癌症,也是排名第四的癌症死亡原因。中国肝癌每年新发病例和死亡病例占全球50%以上,大多数肝癌初次诊断时已经伴随远处转移。由于肝癌异质性的存在,肝癌在化疗、靶向治疗、免疫治疗等治疗容易产生耐药,探究肝癌异质性显得格外重要。方法:对来自同一患者具有不同转移潜能的肝癌细胞系(MHCC97-L、MHCC97-H、HCC97LM3)进行了全外显子测序。在Oncotator中注释了测序数据,并找到非沉默类型突变基因。为了探究三株细胞进化关系,用Mega X软件构建了基于基因组单核苷酸多态性(SNP)的进化树。根据三株细胞突变位点和基因绘制维恩图并计算了异质性。在Excel中统计三株细胞的碱基改变情况、已知肝癌驱动基因和10个经典致癌信号通路上的基因突变情况。为了进一步探究三株细胞的不同,通过分析突变位点找到三株细胞的主干差异突变基因和各自特有的基因,利用STRING构建了蛋白质-蛋白质相互作用(PPI)网络找到hub突变基因,在c Bio Portal数据库中查询hub基因的突变与肝癌总生存期(OS)的关系。由于基因突变会影响基因表达,在ULCAN数据库探究了关键基因在肝癌中的表达及其对肝癌病人预后影响。挑选感兴趣的突变基因,根据突变位点设计引物后用PCR进行验证。结果:三株细胞的突变基因维恩图显示,三株细胞共有4691个突变基因,MHCC97-L特有突变基因243个,MHCC97-H特有突变基因315个,HCC97LM3特有突变基因289个。三株细胞的平均异质性突变率(三株细胞非共有的突变数占的百分比)为16.55%(范围15.38%～18.17%)。基于SNP的进化树显示,MHCC97-H和HCC97LM3在进化关系更近。三株细胞株在7个肝癌驱动基因(ARID1A、CDKN1A、P53、KEAP1、APOB、XPO1、HIST1H1E)和10个经典致癌信号通路基因(如ALK、RET、EGFR、ROS1、KRAS、HRAS、APC等)中存在非沉默突变。在c Bio Portal数据库中,部分从主干差异突变和特有突变中筛选的hub基因突变(SDC1、ITGB4、ITGA4、BPTF、COL4A1、MYOD1、AR、EFTUD2)与肝癌患者更短生存期相关。在ULCAN数据库中,部分关键基因(CDC27、RELA、EIF4E、POXO3、EZH2、POLR2G、WDTC1、DLG、EPRS、EFTUD2)不仅在肝癌组织中高表达,还与肝癌病人更短生存期相关。在MHCC97-H和HCC97LM3细胞中发现了肝癌驱动基因KEAP1的一个新的纯合移码缺失突变(1334del C,p.P445fs),这导致了KEAP1蛋白的c末端(Nrf2结合区)缺失。结论:WES数据表明,来自同一患者的肿瘤活检标本的HCC细胞系通过在小鼠体内的重复选择获得了不同的转移潜能,它们在基因组水平上具有遗传关系。肝癌驱动基因中和经典致癌通路上的突变基因,以及从主干突变和特有突变中筛选出来的hub基因,在肝癌的发生发展中可能发挥着重要的作用。