原发性肝细胞癌是世界范围内最常见的恶性肿瘤之一,发病率在所有肿瘤中位列第五,死亡率高居第三。全球每年有超过78万的肝癌新增病例并有大约75万人死于肝癌。虽然临床手术切除或者肝移植对于肝癌患者而言仍是最有效的治疗方法,但是许多患者却只能采取保守治疗,究其原因主要是由于肝癌发病速度快,恶性程度高,多数患者在肝癌早期并没有明显的临床症状,确诊时已大多属于肝癌晚期,错过了手术治疗的最佳时机。而另一方面,肝癌的易扩散、易转移以及术后的高复发率,又给临床治疗带来了极大的困难,因此肝癌患者的五年生存率很低。肝癌的发生、发展和转移是一个多基因、多步骤参与的复杂的生物学过程,其中涉及到了许多基因的改变,最终导致了肝实质细胞的的恶性转化。尽管在肝癌的诊断和治疗上已经取得了长足的进步,但是由于肝癌发生发展过程中错综复杂的基因调控网络相互交织着,肝癌的发病机制至今仍没有完全阐述清楚。因此,迫切需要我们更深刻的理解并破译肝癌发病的分子机制,寻找更特异的肝癌早期诊断的分子标志物,为临床发展并应用更有效的靶向治疗方法提供更大的帮助。真核生物基因表达调控的普遍观念一直是以蛋白质编码基因为中心,然而随着非编码RNA研究的逐渐深入以及基因芯片和高通量测序技术的不断发展和完善,大量长片段的非编码RNA被人们所发掘,它们在生命活动中的重要意义也逐渐得到揭示。比如长链非编码RNA,它是一类可以像mRNA一样具有多聚腺苷酸化,转录本长度从200nt一直到100kb的细胞内源性RNA分子,虽然不具备编码蛋白质的能力,但却参与了包括染色体沉默、基因组印迹、染色质修饰、转录激活、转录后调控、蛋白质功能调节等多种十分重要的生命活动调控过程,并且在多种人类肿瘤的发生发展中均扮演着极其重要的角色。本研究中采用基因表达谱芯片、蛋白质组学等高通量筛选技术并辅以生物信息学分析、经典分子生物学实验技术等手段在临床肝癌组织、体外肝癌细胞系和体内裸鼠模型中对长链非编码RNA:HOXD-AS1在肝癌发生发展及肝癌转移过程中的生物学功能和调控机制进行了广泛而深入的研究,并取得了如下结果：长链非编码RNA:HOXD-AS1在肝癌中异常高表达,并与肝癌患者的临床病理指标和预后生存密切相关。我们通过LncRNAs高通量表达谱芯片技术发现了一个全新的、尚未报道过的LncRNA分子HOXD-AS1。研究发现HOXD-AS1在肝癌及多种上皮组织来源的肿瘤中表达水平异常升高,提示HOXD-AS1参与了肝癌的发生和发展过程,并且其异常高表达可能是多种上皮组织来源的恶性肿瘤中一个共性现象。同时,我们还在肝癌合并门静脉癌栓的肿瘤转移组织中也发现了HOXD-AS1的表达升高。提示HOXD-AS1不仅参与了肝癌的发生、发展并且还与肝癌的转移密切相关。此外,我们还将HOXD-AS1在肝癌中的表达水平与临床患者的术后生存期进行统计分析,发现HOXD-AS1的表达量越高则可能预示着肝癌患者的预后生存情况越差。二、HOXD-AS1可以促进肝癌的异常增殖并增强其转移和侵袭能力。我们利用功能获得性和功能缺失性实验方法在体外细胞水平和体内裸鼠模型中探讨了HOXD-AS1在肝癌发展和转移过程中的具体生物学功能。研究发现,HOXD-AS1在体外细胞水平可以促进肝癌细胞的增殖和定植能力,并且能够抑制肝癌细胞的凋亡。此外,HOXD-AS1还能增强肝癌细胞的迁移和侵袭的潜力。与此同时,我们在裸鼠皮下荷瘤模型以及裸鼠经脾脏注射肝脏的原位模型中发现HOXD-AS1能够显著促进小鼠肝癌的发生和发展,并且在裸鼠尾静脉转移模型中发现HOXD-AS1能够显著增强肝癌转移的能力,促进肝癌的远端转移。三、HOXD-AS1在肝癌发生、发展及转移过程中的具体作用机制我们通过研究发现,HOXD-AS1可以与多梳蛋白Suz12特异性结合,通过表观遗传水平影响G蛋白信号途径调节蛋白RGS3基因的转录,促进其组蛋白去乙酰化水平,从而抑制了RGS3基因的表达,并导致RGS3基因直接调控的下游小G蛋白信号通路相关分子Ras基因的表达升高,激活了Mek、Erk信号通路,促进了肝癌的发生和发展。而另一方面,我们发现HOXD-AS1可以通过竞争性吸附miR-19a,从而解除了miR-19a对其靶基因：小G蛋白家族成员Rap2a的表达抑制,后者通过激活磷酸化的Akt,促进了肝癌的转移。综上所述,我们发现了一个与肝癌发生、发展及转移密切相关的LncRNA分子HOXD-AS1,通过影响小G蛋白信号转导通路从而促进了肿瘤的增殖及转移。深入探讨HOXD-AS1在肝癌发生、发展及转移过程中的重要作用,不但丰富了LncRNAs在肝癌中的分子机制；强化了肝癌研究中遗传学改变与表观遗传调控的关系；同时也完善了LncRNAs的基因调控网络。为肝癌的早期诊断、预后判断提供了新的候选标志物,并为临床肝癌患者的个性化靶向治疗提供新的思路和潜在的作用靶点。