第一部分生物信息学分析筛选肝细胞癌进展及预后相关基因目的:肝癌是世界范围内癌症相关死亡的主要原因之一,也是我国发病率较高的恶性肿瘤之一,在所有原发性肝癌中,肝细胞癌（Hepatocellular carcinoma,HCC）是最重要的类型,占75%-80%。尽管各种治疗手段不断出现,但肝癌的5年生存率仍然非常低。因此,迫切需要更好地阐明肝癌的分子机制及新的关键靶点,以改善肝癌患者的预后。本部分研究将通过生物信息学方法分析与HCC进展和预后密切相关的基因,为HCC的发生机制和早期诊断与治疗提供研究依据。材料与方法:1.基于公共数据平台基因表达综合数据库（Gene Expression Omnibus,GEO）数据库中肝细胞癌与肝硬化的表达谱芯片数据集,进行生物信息学分析,寻找差异表达基因,再绘制蛋白质-蛋白质相互作用（protein-protein interaction,PPI）网络查找与HCC发生相关的关键基因。2.使用ONCOMINE、UALCAN、HPA数据库对关键基因的表达水平进行验证。3.使用TCGA数据库中的肝癌临床样本数据集,分析得到关键基因的临床表达资料,首先采用Kaplan-Meier法进行生存分析,接着建立COX比例风险回归模型。最后将两种类型生存分析有显著性差别的基因取交集,确定在肝细胞癌中与预后密切相关的基因。4.使用ONCOMINE、cBio Portal、GEPIA在线数据库和UCSC Genome Browser预测Xklp2靶蛋白（Targeting protein for Xklp2,TPX2）共表达基因及上游转录因子。结果:1.利用GEO数据库中四个基因芯片进行差异表达基因分析,得到360个差异表达基因。经PPI网络筛选得到10个关键基因。2.基于ONCOMINE、UALCAN、HPA数据库中数据分析发现,肝癌组织中核心基因的表达水平均高于正常肝组织。3.利用TCGA临床数据,采用Kaplan-Meier生存分析和COX风险回归分析得到3个与预后相关的基因,其中TPX2为最显著相关。4.利用ONCOMINE、cBio Portal和GEPIA数据库进行共表达分析,发现TPX2与叉头框蛋白M1（Forkhead box protein M1,FOXM1）表达呈高度正相关;利用UCSC Genome Browser进行基因组分析,发现FOXM1为参与调控TPX2的上游转录因子。第二部分FOXM1对肝癌细胞生物学特性的影响目的:FOXM1异常表达可以激活细胞周期蛋白,促进细胞增殖,参与多种肿瘤的发生发展,然而,FOXM1在肝癌中的作用机制尚不明确。TPX2为一种与增殖有关的蛋白质,参与细胞有丝分裂和细胞周期的调控。本研究将以HCC细胞为研究对象,以FOXM1及其可能靶基因TPX2为研究重点,探讨FOXM1对肝癌细胞生物学特性的影响,以期为肝癌的基因靶向治疗提供新的研究依据。材料与方法:1.使用正常肝细胞系L02和肝癌细胞系Hep G2,Huh7,SMMC-7721细胞,通过Western blot及RT-q PCR分析FOXM1和TPX2的蛋白及基因表达水平。2.将siRNA-FOXM1转染至肝癌细胞系沉默FOXM1后,通过Western blot分析FOXM1和TPX2的蛋白表达水平;通过CCK-8实验、平板克隆形成实验、细胞划痕实验、Transwell小室实验、流式细胞术检测肝癌细胞增殖、迁移侵袭能力和凋亡水平。结果:1.FOXM1和TPX2在肝癌细胞系Hep G2,Huh7和SMMC-7721中的基因和蛋白表达水平均高于正常肝细胞系。2.与Control组和siRNA-NC组比较,转染siRNA-FOXM1可使Hep G2细胞中FOXM1和TPX2的蛋白表达水平下降,且使Hep G2细胞增殖、迁移及侵袭能力下降,细胞凋亡增加。结论:1.AURKA,CENPF,HMMR,TOP2A,ASPM,CCNA2,UBE2C,RRM2,CDKN3和TPX2在肝硬化进展到肝癌过程中起关键作用。2.TPX2与HCC预后最为密切。3.生物信息学方法预测TPX2的上游转录因子为FOXM1。4.FOXM1和TPX2在HCC细胞系中显著高表达。5.TPX2的表达水平与FOXM1有关,且TPX2可能是FOXM1的靶基因。6.下调FOXM1表达显著影响HCC细胞的增殖、侵袭迁移能力及细胞凋亡水平,提示其在HCC发生发展中作为癌基因而发挥作用。