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肝癌是一种发生率和死亡率都极高的恶性肿瘤,严重危害人类生命健康。研究显示,肿瘤微环境的多类细胞包括宿主细胞、巨噬细胞、内皮细胞等均参与了肿瘤的发生发展。近年来的研究发现,肿瘤组织中存在的具有干细胞性质的癌细胞在肿瘤发生发展中有着不可忽略的作用,并被认为是引起临床治疗失败、肿瘤复发、扩散以及预后不良等最为主要的原因之一。研究表明,肝癌组织中也发现了一类具有正常干细胞相似功能的细胞群-肝癌干细胞（Liver cancer stem cells,LCSCs）,可诱导癌细胞形成、更新和增殖,是维持癌症的“原动力”。在肝癌患者中,肿瘤病灶的切除清除了所有肝癌细胞,LCSCs却依然存活,通常导致临床治疗失败、复发和预后不良。因此,LCSCs被认为是成功治疗肝癌的重要靶细胞亚群。LCSCs调控肝癌的发生发展涉及多因素的参与,但随着研究的深入,肿瘤微环境中的力学因素在肿瘤发生发展过程中的调控作用受到日益关注和重视。在肝癌病变过程中,LCSCs的生物学行为受多种形式的力学作用,其中胞外基质刚度作为肝组织微环境的重要力学特征在肝癌发生发展过程中发挥关键调控作用。因此,阐明肝癌力学微环境调控LCSCs增殖、迁移、分化及干性维持等的分子机制,对于了解LCSCs生物学行为与细胞命运的调控至关重要,并有望为肝癌靶向治疗提供力生物学的新视角和新策略。鉴此,本文基于不同基质刚度力学微环境培养模型,探讨胞外基质刚度对肝癌干细胞增殖、迁移等生物学行为的影响及相关分子机制,并在此基础上探寻靶向LCSCs的小分子药物治疗肝癌的功能作用和分子机制。本研究工作的主要内容和结果如下:（1）基质刚度对LCSCs表型的调控作用及分子机制本文选取Hep3B和HCCLM3细胞株,采用体外肿瘤球培养法成功富集出LCSCs。采用化学交联法构建软（Soft）和硬（Stiff）两种不同基质刚度的聚乙烯醇（polyvinyl alcohol,PVA）细胞培养模型,用于模拟正常肝组织和晚期肝癌肝组织的基质刚度。用q RT-PCR、Western blotting和免疫荧光等相关细胞/分子生物学实验技术分析不同基质刚度对LCSCs形态、增殖、迁移以及自我更新等表型的调控作用。采用转录组测序技术分析基质刚度调控LCSCs表型的信号通路。采用代谢组学方法分析基质刚度调控LCSCs表型的代谢途径,并用q RT-PCR、Western blotting和免疫荧光等相关细胞/分子生物学实验技术验证相关分子信号通路和代谢途径。此外,采用裸鼠体内致瘤实验检测基质刚度对LCSCs体内致瘤能力的影响。结果表明,软的基质刚度显著促进LCSCs的增殖、迁移及克隆形成,且更有利于LCSCs的干性维持,而糖酵解途径的代谢终端产物乳酸的限速酶LDHA是基质刚度力学信号介导LCSCs乳酰化修饰进而调控其表型的关键因素。（2）靶向LDHA的抗肿瘤药物筛选基于基质刚度调控LCSCs的分子机制,利用分子对接技术,开展靶向LDHA的小分子药物筛选,并从筛选的药物中进行LCSCs的抗肿瘤效果评价。基于LDHA与药物的分子对接结果以及药物的靶点通路和药物成本价格,我们最终筛选出最低结合能较低、成本较低、以及为不同靶点通路的5种药物包括有千金藤碱（Cepharanthine:CEP）、香叶木素（Diosmetin:DSM）、西瑞香素（Daphnoretin:DAP）、盐酸黄连碱（Coptisine chloride:CPT）和去甲泽拉木醛（Demethylzeylasteral:DML）进行靶向LDHA的验证。结果显示,筛选的这5种药物均能显著抑制LCSCs的恶性生物学行为,且去甲泽拉木醛的药效作用最佳。去甲泽拉木醛能够诱导LCSCs细胞周期阻滞在S期抑制细胞增殖,促进LCSCs细胞凋亡,抑制LCSCs细胞迁移,并降低LCSCs的体内成瘤能力。（3）去甲泽拉木醛靶向LDHA通过乳酰化修饰调控LCSCs生物学行为基于去甲泽拉木醛靶向LDHA的抗肿瘤作用,我们采用q RT-PCR、Western blotting等实验检测去甲泽拉木醛处理后,LCSCs中LDHA以及周期、凋亡、迁移等相关基因和蛋白表达的情况,并用相关性分析验证LDHA的表达水平与Ki67和BCL2的表达之间的相关性。结果显示,去甲泽拉木醛显著抑制LCSCs中LDHA的表达,并伴随着周期、凋亡、迁移等相关基因和蛋白的显著降低。随后,我们采用转录组测序技术和代谢组学分析去甲泽拉木醛药效作用的分子机制和信号通路。结果表明,去甲泽拉木醛通过抑制糖酵解途径的终端代谢产物乳酸的限速酶LDHA减少LCSCs的乳酰化修饰,进而抑制LCSCs的恶性生物学行为。去甲泽拉木醛对LCSCs组蛋白上的乳酰化修饰位点H3K9la和H3K56la具有显著的抑制作用。最后,我们采用裸鼠体内致瘤实验评价了去甲泽拉木醛在体水平的抗肿瘤特性。结果显示,去甲泽拉木醛在体水平也是通过抑制肿瘤组织中蛋白内乳酰化修饰水平减小肿瘤体积。综上所述,本研究通过构建不同刚度的PVA水凝胶基质胶,分析/检测了LCSCs在软硬两种不同基质刚度上的力学特性和生物学表型,验证了不同基质刚度对LCSCs的干性维持以及增殖、迁移等恶性肿瘤生物学表型的影响,阐明了相关力学生物学机制;并基于基质刚度调控LCSCs干性的分子机制,通过分子对接进行靶向LDHA调控乳酰化修饰作用的药物筛选,揭示去甲泽拉木醛的治疗的机理,提出了靶向LCSCs治疗肝癌新的技术与思路,为临床上LCSCs的靶向干预治疗提供理论指导。