最新的流行病学调查显示,原发性肝细胞癌（Hepatocellular carcinoma,HCC,以下简称肝癌）是引起全球肿瘤相关性死亡的第二大病因。我国是肝癌大国,每年肝癌的病死人数占全球一半以上,是我国乃至世界公共卫生的一大难题。目前,肝癌的常规治疗手段如肝切除、肝移植和动脉栓塞化疗等已十分成熟,但是其预后改善也遇到了瓶颈期,5年总生存率仍较低。导致这一瓶颈的主要原因是肝癌的早期诊断率低和术后早期复发、转移率高,并且仍缺乏其他有效的手术外辅助治疗。由此,进一步探索肝癌发生发展和术后早期复发的标志物、研究其具体机制并探讨其治疗价值具有重要的临床和社会意义。肿瘤的发生发展有其特定的基因遗传背景,是引起其恶性表型的内在基础。目前,随着基因检测、测序技术的成熟和平价化,有大量的肿瘤基因测序数据产生并得以共享。通过合理的统计分析方法,这些数据集已被广泛应用于新标志物发现、结局预测和肿瘤分子分型等,而在肝癌研究中的类似应用仍少见。肿瘤细胞较正常细胞发生了明显的代谢重编程,而代谢酶是引起这一变化的最终执行者,针对代谢酶的治疗已在部分肿瘤中得到应用,但在肝癌中仍少有相关研究。因此,本研究在分析公共肝癌大数据的基础上,分为两个大部分。一是构建一个能有效预测肝癌术后早期复发的多基因模型;二是系统筛选肝癌发生发展中的关键代谢酶,深入研究其作用及机制,并探讨其治疗价值。二者研究都将切实有效提高肝癌患者术后预后,具有一定的临床转化价值。第一部分一个能有效预测肝癌术后早期复发的多基因模型的构建目的:肝癌术后早期复发是导致肝癌术后预后差的主要因素,识别术后早期复发高风险的患者并进行更为密切的术后随访和适当的术后辅助治疗将有效提高这些患者的预后。本部分研究旨在通过合理分析肝癌公共大数据,构建一个能有效预测肝癌术后早期复发的多基因模型,协助识别术后早期复发高风险的患者。方法:通过GEO2R和Venn图分析筛选在多个肝癌数据集中普遍差异表达的基因集;进一步筛选早期复发相关基因,并进行LASSO分析和十折交叉验证以构建多基因预测模型;在GSE14520和TCGA中评估该模型预测价值;合并该预测模型和各临床病理指标构建早期复发预测列线图,并评估其临床获益度。结果:共筛选得257个基因在肝癌数据集中普遍差异表达;构建得一个由24个基因和相关风险系数组成的早期复发风险预测模型;该模型在GSE14520和TCGA中能有效预测肝癌术后早期复发,并增加TNM、BCLC分期的预后预测价值;合并有该模型的列线图比单纯临床病理指标列线图更具有预测价值,临床获益度更高。结论:该多基因模型能切实有效预测肝癌的术后早期复发,可以增加当前常用肝癌分期系统（TNM分期、BCLC分期）对术后早期复发的预测价值,使病人从中受益。第二部分UCK2在肝癌发生发展中的作用及其机制、治疗价值研究目的:代谢酶是肿瘤细胞发生代谢重编程的最终执行者,针对代谢酶的治疗价值已在部分肿瘤得到验证,但在肝癌中仍少有相关研究。本部分研究旨在系统筛选出可能肝癌在肝癌发生发展中发挥重要作用的关键代谢酶,并研究其在肝癌中的作用、机制和治疗价值,为肝癌的诊疗提供新的潜在靶点。方法:分别收集GSE14520中所有的差异表达基因和代谢基因,二者的交集即是所有的差异表达代谢基因,根据GSE14520预后数据,进一步筛选出UCK2可能是肝癌发生发展过程中的关键代谢酶;通过q RT-PCR、Western-blot和IHC试验检测UCK2在肝癌/癌旁中的表达情况;结合TCGA数据和临床样品验证探讨引起UCK2高表达的具体机制;通过两个独立的肝癌组织芯片队列,研究UCK2的预后预测价值;构建UCK2敲低和过表达细胞系,进行体外、体内生长（CCK-8试验、Ed U试验、克隆形成试验和小鼠皮下荷瘤模型）和迁移侵袭（transwell迁移侵袭试验、划痕试验、小鼠肝内转移模型和小鼠尾静脉注射肺转移模型）功能试验;通过靶向定点突变,研究UCK2的代谢活性缺失与否对其引起的肝癌细胞生长、迁移侵袭变化的影响;通过磷酸化抗体芯片、Co IP等试验,研究UCK2引起的肝癌细胞生长、迁移侵袭变化的具体机制;通过体外、体内药物敏感试验和药物联合抑制试验,探讨UCK2在肝癌中的治疗价值。结果:共筛选出442个差异表达的代谢基因,其中155个上调表达,287个下调表达;在前十上调表达的代谢基因中,UCK2能最有效区分GSE14520中肝癌患者的术后预后,表明其可能是肝癌发生发展中的关键代谢酶;UCK2在肝癌临床样本中显著上调表达,并且这一上调表达可能是由于其基因组水平显著扩增导致;UCK2能有效预测肝癌术后总生存率、无瘤生存率和早期无瘤生存率,并且是三者的独立危险因素;UCK2能在体外、体内显著促进肝癌细胞的生长和迁移侵袭,并且其对生长的促进作用依赖于其代谢活性,而对迁移侵袭的促进作用不依赖于其代谢活性;UCK2能通过与EGFR结合,抑制EGFR泛素化,减缓EGFR降解,并进一步活化Akt磷酸化,从而促进肝癌细胞的迁移侵袭;UCK2使肝癌细胞对细胞毒性嘧啶核苷酸类似物和EGFR抑制剂更为敏感;UCK2促进细胞毒性嘧啶核苷酸类似物和EGFR抑制剂在肝癌细胞中产生协同抑制效应。结论:UCK2作为一个肝癌发生发展过程中的关键代谢酶,可以分别通过代谢和非代谢机制促进肝癌细胞的生长和迁移侵袭,针对其代谢、非代谢活性的靶向治疗或二者的联合治疗将有效提高肝癌患者术后预后,这为肝癌的诊疗提供了新靶点、新思路。