肝细胞肝癌是一种最常见的腹内恶性肿瘤,其死亡率在恶性肿瘤中位列第二位,是严重威胁我国人民生命健康的疾病。然而目前的肝癌诊断技术与治疗方法并不能满足人们的需求,因此我们迫切地需要寻找新的早期诊断标志物,并发现新的能够更有效治疗肝癌的药物。本论文结合液质联用、气质联用和核磁共振等多种分析技术,联合代谢组学的研究模式对肝癌与蓝萼甲素进行了研究,旨在系统的探寻肝癌的本质和蓝萼甲素的作用机理:样品前处理是代谢组学研究的第一步,选择较好的前处理方法为得到可靠的结果奠定了基础。在液质样品前处理优化方面,通过综合所有提取溶剂所得代谢物特征峰的总数、整体代谢物RSD的分布与主成分分析的结果,我们找到了几种优化的血浆制备方法。即在反相色谱柱分析中,甲醇/乙醇与甲醇/乙醇/乙腈这两种混合溶剂是相对来说比较优化的方法;而在亲水作用色谱柱分析中,甲醇/乙腈与乙醇/乙腈这两种提取混合提取溶剂是综合来说比较好的选择。在气质样品前处理优化方面,传统的气质样品前处理方法步骤繁琐耗时漫长,应用微波辅助的方法完成肟化与硅烷基化进行血浆样品的制备为我们提供了一种耗时较短和效率更高的选择。我们通过响应面优化设计的方案有效地优化了微波肟化和硅烷基化的条件,在不影响提取物数目与含量的前提下,将原来180分钟的制备时间缩短到5分钟。这种创新的微波辅助方法是一种有效并且省时的高通量制备代谢组学血浆样本的方法。基于之间优化的样品前处理方法,通过核磁共振和液质联用等分析方法并结合随机森林算法,我们对肝细胞肝癌患者、肝硬化患者和健康志愿者的血清样本进行了代谢轮廓分析。我们鉴定了三十二个潜在生物标志物,并且使用这些生物标志物建立的模型对肝细胞肝癌诊断的可行性进行了评估,结果表明用该模型检测肝细胞肝癌患者时实现了100%的敏感性,而且是在即使有很多肝细胞肝癌患者的AFP值低于20毫微克/毫升的情况下。肝细胞肝癌引起的代谢通路改变包括了:酮体合成代谢,柠檬酸循环,磷脂代谢,鞘脂类代谢,脂肪酸氧化,氨基酸分解代谢和胆汁酸代谢通路。我们的结果表明,这些鉴定的潜在生物标志物似乎为肝细胞肝癌患者的早期诊断和预后评估带来了新的契机,不过这值得进行进一步的调查。此外,本研究还证明了,随机森林分类算法适合于筛选代谢组学的潜在生物标志物。之后,我们利用GC-MS、RPLC-MS和HILIC-MS三种分析方法来探索GLA给药组与正常对照组之间的代谢物变化,并进一步将所得到的数据输入到多变量分析方法中研究。在细胞增殖实验证明了GLA对SMMC 7721肝癌细胞有抑制作用之后,利用细胞周期与细胞凋亡实验进一步验证了GLA对肝癌细胞的影响。接着,通过PCA与OPLS-DA分析手段选择并验证了生物标志物,我们一共筛选到24个代谢标志物。本研究使得我们能从整体代谢水平来评价GLA给药对正常肝癌细胞SMMC7721细胞系的影响,并且对它抑制肝癌细胞的机制做出一定的阐述。这将有助于我们进一步了解这个疾病的发展,也将有助于使用与评估药物的疗效以及药物的作用方式。研究中筛选发现的潜在生物标志物涉及到了很多代谢通路,表明GLA可以通过影响脂类代谢、鞘脂代谢、嘌呤代谢、嘧啶代谢、磷脂代谢、苯丙氨酸代谢、脯氨酸代谢、酪氨酸代谢、色氨酸代谢与蛋氨酸代谢等代谢通路来抑制肝癌细胞。因此,研究证实GLA对肝癌细胞的确有很强的抑制作用,它有可能成为一种新的抗肝癌的中药。本研究通过样品前处理优化、代谢组学与分子生物学技术,结合各种多元统计分析方法阐释了肝细胞肝癌的本质和蓝萼甲素的干预作用机制,为肝癌的早期诊断与治疗提供了新的思路与契机。