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肝癌是消化系统最常见的恶性肿瘤之一,其中70%-90%为肝细胞性肝癌(Hepatocellular carcinoma,HCC)。全世界范围内年肝癌死亡人数约为74.5万,占癌症致死率的第三位。其中我国的新增病例和死亡病例均占全球的一半。肝癌临床治疗失败及死亡率高的主要原因是大部分病例初次诊断即有转移,据统计80%以上的患者最终死于肝癌侵袭和转移。但对肝癌转移的生物学机制未完全阐明,仍未有转移及预后相关的临床检测生物标志物,所以发掘肝癌转移相关蛋白具有重要意义。肿瘤的侵袭和转移是一项动态复杂的过程,受环境影响及多种信号分子的调控。恶性肿瘤是一种多基因病同时也是一种蛋白质组疾病,因为基因功能的实现要靠生物学功能的执行者蛋白分子。所以本研究通过以同位素标记相对和绝对定量(isobaric tags for relative and absolute quantitation,iTRAQ)技术结合二维液相色谱-串联质谱(2D-LC-MS/MS)的高通量的蛋白组学对不同转移潜能细胞株的蛋白组学研究,筛选并鉴定出与转移相关的蛋白,为后续肝癌转移的预警和干预研究提供新的靶标。我们研究选择三株具有相同遗传背景不同转移潜能的肝癌细胞MHCC97-L、MHCC97-H及HCCLM3作为分析研究材料,源于同一名肝癌病人的新鲜瘤组织分离,并进一步通过裸鼠体内肝脏原位移植和体外分筛的方法建立。经过收集胞质蛋白,脱盐、浓缩、酶解并用iTRAQ技术对其进行标记,应用质谱技术对肽段进行检测分析,以实现对差异蛋白的分离和鉴定。得到的结果与数据库进行比对,对蛋白进行注释。应用生物信息学软件对差异表达的蛋白进行GO(Gene ontology)功能分析和通路分析以筛选转移相关的目标蛋白。并用RT-PCR和Western blot对其中部分差异蛋白进行验证。免疫组化分析检测从差异表达蛋白中优先选出的目标蛋白PLEC并对其表达与肝癌临床病理特征及预后关系进行统计学分析。经过iTRAQ标记并质谱检测分析,共发现鉴定到1170个蛋白,其中在L/H(MHCC97-L/MHCC9-H)组鉴定发现47个差异表达蛋白,在M/H(HCCLM3/MHCC97-H)组鉴定发现65个差异表达蛋白。生物信息学分析提示L/H和M/H组差异表达的蛋白主要参与酶的催化和细胞间的粘附,并且参与细胞代谢的过程。应用RT-PCR对差异较大的蛋白进行了转录水平的验证,符合质谱结果。应用Western blot在蛋白水平上的验证,PLEC在高转移细胞株MHCC97-H和HCCLM3中表达上调,SHMT2在HCCLM3中的表达上调,LDHA在HCCLM97-H中表达上调。在免疫组化染色进一步证实:PLEC在胞膜中的表达在癌组织中较癌旁组织高,PLEC在胞膜中的表达量与TNM分期及肿瘤大小呈正相关相关(P=0.019,P=0.044);且Kaplan-Meier生存曲线分析显示PLEC胞膜中高表达的患者的生存率低(P=0.016);Cox回归分析证明PLEC在胞膜中的表达升高是肝癌预后的独立危险因素,提示PLEC在细胞膜中高表达与肝癌的转移及预后可能相关。在本研究中应用iTRAQ标记高通量的蛋白质组学技术对三株不同转移潜能的肝癌细胞系的差异表达蛋白进行检测和鉴定分析,并经过对肝癌病人组织的免疫组化分析首次发现PLEC蛋白是一种新的与肝癌转移及预后可能相关的蛋白。