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背景原发性肝癌（Primary liver cancer）是世界范围内常见的消化道恶性肿瘤之一,其发病率居所有恶性肿瘤的第六位,死亡率居第四位。原发性肝癌最主要的病理类型为肝细胞癌（Hepatocellular carcinoma,HCC）,约占发病总数的75%-85%。HCC具有发病隐匿、进展迅速等特点,多数患者确诊时已处于中晚期,失去接受外科手术机会,因此五年生存率仅为10%-18%。因此寻找HCC新的诊断与预后标志物,研究HCC快速增殖和侵袭转移的分子机制,探究HCC更为有效的治疗靶点已成为迫切需要解决的问题。AKR1C3是醛酮还原酶超家族中的一员,广泛表达于胃肠道、肝脏、前列腺及乳腺组织,参与类固醇代谢、雄激素合成等生理过程。既往研究表明AKR1C3与胃癌、前列腺癌、三阴性乳腺癌等多种恶性肿瘤相关,但其在肝癌中鲜有研究。课题组前期研究表明高表达的AKR1C3是HCC的不良预后因素,且促进HCC的发生发展,然而其分子调控机制尚未完全阐明。目的探索AKR1C3在HCC诊断与治疗中的意义,分析AKR1C3促进肝癌细胞增殖、侵袭和转移的分子机制,为临床中HCC的发生发展提供新的理论基础,为HC C的综合防治提供新的治疗靶点。资料和方法1.下载肿瘤基因组图谱（The Cancer Genome Atlas,TCGA）数据库中364例HCC组织及50例癌旁组织,国际癌症基因组联盟（International Cancer Genome Consortium,ICGC）数据库中212例HCC组织和177例癌旁组织的高通量测序数据。购买包含80例HCC及癌旁组织的组织芯片,收集2020年1月份至2020年6月份在郑州大学第一附属医院确诊的25例新鲜HCC及癌旁组织,利用生物信息学分析、免疫组织化学染色、实时荧光定量PCR、Western Blot等方法检测AKR1C3在HCC组织及癌旁组织的差异表达。2.下载TCGA与ICGC数据库中HCC患者的随访信息,根据AKR1C3表达量中位数将患者分为高表达组与低表达组,进行Kaplan-Meier（K-M）生存分析。将AKR1C3表达量和患者的多项临床指标进行多因素COX回归分析,并绘制列线图（Nomogram）,以确定AKR1C3是否可以作为HCC患者的独立预后因素。3.检测AKR1C3在多种肝癌细胞系中的表达量后,利用慢病毒载体分别构建肝癌细胞的AKR1C3干扰/过表达体系,进行细胞增殖实验,克隆形成实验,划痕实验及Transwell侵袭迁移实验检测AKR1C3干扰/过表达细胞的体外增殖、侵袭及转移能力的变化。4.对AKR1C3进行功能富集分析研究其可能调控的信号通路,利用Western Blot方法检测干扰/过表达AKR1C3后下游磷酸化ERK蛋白,脂肪酸合成关键酶含量变化,利用尼罗红染色证实干扰/过表达细胞中脂质含量变化。结果1.分析TCGA与ICGC的HCC及癌旁组织测序结果发现,AKR1C3在HCC组织中表达上调,差异具有统计学意义,AKR1C3可以较好的区分HCC与癌旁组织。实时荧光定量PCR、Western Blot、免疫组织化学染色等方法再次证实HCC组织中的AKR1C3在转录与翻译水平均上调。2.生存分析（K-M法）表明,TCGA与ICGC数据集中,AKR1C3高表达组的患者较低表达组有较低的生存率,差异具有统计学意义（P=0.0037,0.0063）。多因素COX回归分析显示,AKR1C3高表达是患者不良预后的独立预测因子（P=0.005,HR=1.706,95%置信区间:1.171-2.488）。利用AKR1C3 与患者临床特征构建的列线图能较准确的预测患者3年与5年生存率。3.细胞增殖实验（CCK-8法）与克隆形成实验表明,干扰AKR1C3后,肝癌细胞MHCC97-H及SMCC-7721的体外增殖能力受到显著抑制;过表达AKR1C3后,Hep G2与Li-7细胞的增殖能力显著增强。24h与48h的划痕实验证实,AKR1C3干扰体系的划痕愈合能力显著下降,而过表达AKR1C3后划痕愈合能力增强。Transwell侵袭迁移实验表明,AKR1C3干扰体系的侵袭和转移能力显著下降,过表达AKR1C3后侵袭转移能力增强。免疫缺陷鼠皮下成瘤实验证实,AKR1C3干扰组皮下肿瘤的大小、体积均显著小于对照组。4.功能富集分析提示AKR1C3可能激活HCC的ERK信号通路与脂肪酸代谢,进一步的Western Blot实验证实AKR1C3干扰体系中,磷酸化ERK、SREBP1、ACLY、ACC、FASN等蛋白含量显著降低;过表达AKR1C3后,磷酸化ERK、SREBP1、ACLY、ACC、FASN等蛋白含量增加;尼罗红染色实验证明,AKR1C3干扰体系中的脂质合成显著减少而过表达体系中则增加。结论AKR1C3在HCC组织中表达上调且具备一定的诊断与预后意义,AKR1C3可能通过激活ERK信号通路及脂肪酸合成进而促进肝癌细胞的增殖、侵袭与转移。