肝细胞癌（HCC）是最常见的原发性恶性肿瘤之一,其发展与组织机械密切相关:正常的肝脏组织在受到刺激损伤后发生炎症,随后转化为肝纤维化,然后恶化为肝硬化,最终发展为肝细胞癌。肝硬化的典型特征在于胶原蛋白的过度沉积和交联,致使肝癌组织的硬度显著增加,机械微环境发生改变,而改变后的机械力学环境又进一步促进了HCC的发展。表明了基质机械性质在促进肝癌恶化进程中的重要作用。此外,钙激活钾离子通道KCa3.1是肝癌的典型生物标志物,与HCC的发生密切相关,在低分化的肝癌中过表达,可以促进细胞增殖、迁移和侵袭。KCa3.1成为治疗肝癌的潜在靶点,作为一种可用于诊断和治疗的新型工具,在肝癌的发展中引起了人们极大的兴趣。螺旋聚异腈多肽（PIC）水凝胶,拥有类似于天然细胞外基质（ECM）的纤维状结构,且在生物的硬度范围内展示出超强的非线性力学响应能力,即应力刚化的性质。在这项工作中,我们使用PIC凝胶作为模型基质对肝癌细胞HepG2进行3D培养,研究基质应力刚化性质对细胞增殖、迁移等行为的影响,以及细胞应力纤维、力学传感器YAP和KCa3.1钾通道在其中的功能。首先,我们观察到HepG2细胞封装在不同机械性质的PIC水凝胶七天后展现出不同的增殖和迁移能力。然后,研究了细胞力学信号转导通路中的重要转录调节子YAP表达水平及其亚细胞定位与PIC水凝胶应力刚化性质的关系,同时检测了细胞骨架重要成分肌动蛋白应力纤维的表达水平。最后,我们发现PIC水凝胶的机械性质能够影响KCa3.1钾通道的表达,进而影响HepG2细胞的增殖和迁移。此外,通过F-肌动蛋白抑制剂latrunculin.A抑制细胞应力纤维的形成,降低细胞对基质机械环境的敏感度,观察到YAP和KCa3.1钾通道的表达降低。因此,我们提出PIC水凝胶的应力刚化性质通过影响细胞骨架应力纤维的形成和YAP,调节KCa3.1钾通道的表达水平,并最终影响HCC的增殖和迁移。本论文的主要发现点如下:1、制备了三种不同机械性质的PIC水凝胶,并成功应用以上三种PIC对肝癌细胞HepG2进行3D培养,观察到细胞生长状况良好;2、随着PIC水凝胶非线性响应临界应力值的增加,肝癌细胞的增殖、迁移能力显著增强;3、PIC水凝胶应力刚化性质通过影响YAP的表达和核定位、肌动蛋白应力纤维结构及KCa3.1表达水平,影响肝癌细胞的增殖和迁移能力。