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目的:吡咯啉-5-羧酸还原酶(Pyrroline-5-carboxylate reductase,P5CR)是一种在细胞代谢中发挥重要作用的功能酶,主要是催化吡咯啉-5-羧酸转化为脯氨酸。PYCR1是P5CR的编码基因之一,目前大量研究发现PYCR1在各种肿瘤中呈现高表达水平,但其在肝细胞性肝癌(Hepatocellular Carcinoma,HCC)中的研究还未见报道。本课题组拟通过研究PYCR1基因在HCC组织中的表达及其下调后对HCC细胞的增殖能力、迁移能力、侵袭能力及裸鼠皮下成瘤等能力的影响。在此基础上探索PYCR1对HCC细胞相关功能的影响机制,为未来HCC诊断及预后寻找新的治疗方法。方法:1.使用 The Cancer Genome Atlas(TCGA,https://xena.ucsc.edu/public)公共数据库下载肝癌的相关转录组数据,并对数据进行严格筛选;进行PYCR1表达量、临床病理相关性分析及生存分析的讨论。2.收集临床组织标本,分别提取组织RNA和组织蛋白;通过免疫组织化学(IHC)、实时荧光定量PCR(RT-qPCR)和蛋白质免疫印迹(Western blot,WB)验证在HCC组织与癌旁组织中PYCR1的表达差异情况。3.利用干扰RNA(shRNA)敲低PYCR1在Huh7细胞中的表达,构建慢病毒PYCR1稳定沉默细胞株Huh7-shPYCR1及慢病毒阴性对照细胞株Huh7-NC;并通过RT-qPCR和WB分别检测PYCR1mRNA与蛋白的表达水平。4.细胞功能实验,利用Cell Count Kit-8法检测HCC细胞的增殖能力、细胞划痕实验检测HCC细胞的迁移能力、Transwell小室实验检测HCC细胞侵袭力。5.建立HCC裸鼠移植瘤模型,利用裸鼠皮下成瘤实验,研究PYCR1在体内对肝癌细胞致病力的影响。结果:1.TCGA数据经过严格筛选(剔除了 10例非HCC的样本数据),共有363例HCC样本以及50例正常肝组织样本数据纳入研究。对两组数据进行独立样本t检验统计分析,结果显示与正常肝组织相比,PYCR1在HCC组织中的mRNA表达显著增多;且多项临床指标与PYCR1的差异表达密切有关,其中PYCR1在高甲胎蛋白(>20ng/ml)以及高病理分级(Ⅲ-Ⅳ)的HCC患者中表达较高;并且在HCC生存分析中显示高表达的PYCR1与患者的低生存时间相关(P<0.05)。2.在肝癌患者组织中,经IHC、RT-qPCR和WB验证,PYCR1在HCC组织中呈现高表达水平(P<0.05)。3.本研究成功包装合成PYCR1沉默的慢病毒,并筛选出稳定沉默Huh7-shPYCR1细胞株,为下一步功能实验提供研究对象。4.WB和RT-qPCR验证结果显示Huh7-shPYCR1蛋白及mRNA表达量均低于空载对照组Huh7-NC。5.下调Huh7细胞中的PYCR1后,HCC细胞的增殖能力减慢,迁移和侵袭能力均下降,并且Huh7-shPYCR1沉默组的鼠瘤大小及重量均低于Huh7-NC对照组(P<0.05)。结论:1.通过公共数据库肝癌数据分析,PYCR1在HCC中呈现高表达水平,并且此结果也与实际HCC临床样本结果相一致。2.生存分析显示,在HCC生存分析中高表达的PYCR1与患者的低生存时间有关,结果具有统计学意义。3.成功构建沉默PYCR1基因的肝癌细胞株Huh7,并利用稳定细胞株Huh7-shPYCR 1分析了PYCR1在HCC中的生物学功能;在HCC细胞下调PYCR1会导致HCC细胞的增殖、转移及侵袭能力下降。4.成功建立在裸鼠皮下成瘤实验模型,结果显示下调PYCR1可抑制裸鼠皮下成瘤的生长。