程序性死亡受体 1（PD-1）/程序性死亡配体 1（PD-L1）信号通路主要参与免疫负调控作用，且在许多类型的肿瘤的恶性发展中具有关键作用。 PD-L1的高表达可促进肝细胞癌（ HCC）的侵袭，提高肿瘤复发的风险。另外， PD-L1常作为免疫检查点的阻断靶点，主要通过单抗将其中和，引发抗肿瘤免疫反应。因此， PD-L1是 HCC免疫治疗中极具潜力的靶点之一。本文主要探究纳米级功能化氧化石墨烯（ GO-PEI-PEG）携带 PD-L1 siRNA对肝癌细胞的恶性生物学行为的影响。研究结果显示，将 GO-PEI-PEG/PD-L1 siRNA转染至 MHCC97H细胞后，细胞的增殖和迁移均被抑制，细胞周期阻滞在 G1期，且细胞凋亡的数目增多。进一步研究发现， GO-PEI-PEG/PD-L1 siRNA对 MHCC97H细胞的抑制作用是通过阻碍 AKT信号通路激活实现的。这些试验结果表明， GO-PEI-PEG具备优秀的递送性能，携带 PD-L1 siRNA可有效干扰 PD-L1表达，进而抑制肝癌细胞的恶性生物学行为，这为治疗 HCC提供了更安全、有效的递送新策略。

二次谐波成像作为一种高空间分辨率和高穿透深度的非线性光学成像技术，可以避免荧光成像中由能量吸收导致的光漂白和饱和吸收等问题，在临床诊断和生物医学领域具有广阔的应用前景。笔者引入了一种具有中心反演对称破缺、高非线性光学效应的材料——硅量子点作为二次谐波探针，同时为了增强硅量子点的生物亲和性并减少其表面氧化，利用聚乙二醇对硅量子点进行修饰，并将其作为生物探针探究了其在人肝癌细胞（HepG2）中的二次谐波成像效果。通过与双光子荧光成像结果进行对比发现，基于聚乙二醇修饰的硅量子点的二次谐波成像技术具有可靠性和稳定性。本研究对未来硅量子点在分子成像、药物递送和干细胞治疗中的应用具有积极的推动作用。

手术与化疗作为肝癌的主要治疗手段需要精确提取肝脏病变区域。针对目前肝肿瘤分割方法存在的小型肿瘤丢失、肿瘤边界分割模糊、分割严重错误等问题，提出一种融合注意力机制与残差可形变卷积的肝肿瘤分割方法。以U-Net为主干网络，在编码卷积层末尾增加一条带有反卷积与激活函数的残差路径，该路径与上层跳跃连接相连，解决池化与反卷积操作中的信息损失造成的小目标分割缺失与边界模糊问题；利用可形变卷积增强模型对肿瘤边界的特征提取能力；在跳跃连接层中添加一定数量的卷积层，弥补简单跳跃连接在特征融合时造成的语义空白；通过双注意力机制，模型更加关注肿瘤特征；采用混合损失函数，该函数在保证训练稳定的情况下解决类不平衡造成的分割性能下降的问题。在肝脏肿瘤公开数据集（LITS）上进行实验，所提方法的肿瘤分割Dice系数达85.2%，分割性能优于其他对比网络，能够达到辅助医疗诊断的要求。

肝癌是肝脏中最常见的恶性肿瘤，是全球癌症相关死亡的第三大主要原因。肝癌发病具有隐蔽性、细胞异质性、耐药性的特点，且肿瘤易侵袭、转移和复发，使得其临床治疗效果欠佳。转录因子AP-2α在肝癌中作为肿瘤抑制因子发挥作用，其表达与肝癌患者的预后呈现正相关。SOX9在细胞分化、性别决定和肿瘤发生中起主要作用。在肝癌细胞中，SOX9异常增加可以促进癌细胞的生长。本研究利用JASPAR软件预测到SOX9的启动子区域含有潜在的AP-2α结合位点，通过萤光素酶和凝胶迁移试验(EMSA)证实了AP-2α可以与SOX9的启动子区域直接结合，抑制SOX9的转录活性。通过实时定量PCR和蛋白质免疫印迹发现，AP-2α抑制了SOX9的mRNA和蛋白质水平表达。这些结果提示了AP-2α可与癌基因SOX9的启动子区域结合，负调控肝癌细胞中SOX9的表达。

本研究通过生物信息学工具分析微小染色体家族(MCMs)在肝癌中的表达, 结果显示, 肝癌组织MCMs基因及其蛋白的表达明显升高, 差异有统计学意义(P<0.05)。MCMs基因在Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ期肝癌中随着分期升高表达明显升高, 差异有统计学意义(P<0.05), MCM2、MCM3、MCM5、MCM6、MCM7基因表达水平与肝癌患者的无病生存率(DFS)、总生存率(OS)显著相关(P<0.05)。高表达MCMs的肝癌患者总生存期较差, MCMs表达具有明显相关性。利用String-DB数据库进行蛋白网络互作模型分析, 与MCMs具有相互作用的蛋白包括MCM10、ORC1、ORC2、ORC4、ORC5、GINS1、GINS2、GINS3、GINS4、CDC6、CDC7、CDC45、ASF1B、CDT1、WDHD1等。利用Metascape进行信号通路富集分析显示, MCMs主要富集在DNA复制、细胞周期调节、DNA依赖的DNA复制、复制前体复合物的活化、DNA解螺旋、核基因的复制、DNA调控的复制、CDC6相关的起始识别复合物的调节、DNA复制检查点的调控、蛋白-DNA复合物的组装等信号通路。研究认为, MCMs在肝癌组织中呈现高表达, 与患者预后显著相关, MCMs表达具有明显相关性, 在肝癌中MCMs主要干扰DNA合成、复制的具体过程, 从而导致肝癌的发生发展。本研究为肝癌精准治疗提供了新的方向。

人类糖脂转运结构域2蛋白(GLTPD2)是糖脂转运蛋白(GLTP)家族的一个新成员。本研究的目的在于通过生物信息学分析, 探究GLTPD2在肝细胞癌(LIHC)中的表达及临床意义。利用TCGA数据库的第三方在线工具LinkedOmics分析GLTPD2的表达与LIHC各临床病理特征的关系; 利用Ualcan工具分析GLTPD2在LIHC中mRNA的表达情况; 利用Kaplan-Meier Plotter数据库、GEPIA数据、Oncolnc数据库评估GLTPD2在LIHC中对生存率的影响; 利用Timer 2.0数据库分析GLTPD2与肿瘤免疫细胞浸润水平的相关性; 通过Metascape网站对GLTPD2及其共表达基因进行功能富集分析, 并预测其生物学功能; 构建和使用列线图估计LIHC预后。结果表明, GLTPD2在LIHC中低表达, 并对LIHC患者的各临床病理特征、免疫细胞浸润水平、患者生存率及预后具有影响。GLTPD2在LIHC中异常表达, 并与LIHC的发生、发展密切相关, 可能成为LIHC的潜在生物标志物, 对LIHC的早期诊断、基因靶向治疗及预后评估具有重要意义。

为观察肝癌细胞(HepG2)条件培养基对人脐静脉血管内皮细胞(HUVEC)形貌和超微结构的影响, 建立HepG2细胞条件培养基(HepG2-CM)与HUVEC细胞共培养体系。通过倒置显微镜观察HUVEC细胞形态的变化, 通过扫描电镜(SEM)检测HUVEC细胞超微结构的变化, 通过原子力显微镜(AFM)分析细胞膜表面粗糙度的变化。对照组细胞之间紧密依靠, 细胞膜边缘平整, 细胞黏附排列致密; HepG2-CM组细胞之间连接疏散, 细胞膜边缘模糊, 细胞黏附减弱, 两组细胞膜表面高低差(Rp-v)为(454.83±29.99)nm和(501.28±11.78)nm, P=0.028; 均方根粗糙度(Rq)为(32.84±4.70)nm和(45.03±3.84)nm, P=0.007; 平均粗糙度(Ra)为(25.06±4.09)nm和(34.39±3.58)nm, P=0.014; 平均高度(Meant Ht)为(204.03±11.65)nm和(301.48±12.80)nm, P=0; 中位数高度(Median Ht)为(206.55±7.46)nm和(313.25±5.89)nm, P=0。结果表明, HepG2-CM能诱导HUVEC细胞黏附减弱, 细胞之间连接疏散, “伪足”样突起形成, 细胞膜表面粗糙度增加。该研究有助于我们进一步理解肿瘤微环境中血管内皮细胞生物学行为, 为抗肿瘤血管生成的研究提供思路。

对肝细胞及肝病变细胞进行荧光光谱特性研究, 能为早期筛查与攻克肝癌提供光谱学依据。 实验目的包括, 通过光谱实验获得细胞特异性荧光光谱； 结合流式细胞仪获得最大饱和荧光强度与细胞直径的相关性。 实验过程, 首先使用荧光光谱仪来检测肝细胞、 肝纤维细胞以及两种肝癌细胞； 采用去拉曼散射的方法消除背景噪声, 获得五种浓度下细胞荧光光谱； 其次, 使用流式细胞仪检测四种细胞直径的大小, 根据双参数散点图分析四种细胞的直径特点； 最后, 利用高斯多峰拟合对比光谱差异, 并且分析细胞直径对荧光饱和强度变化趋势的影响, 得出细胞大小对荧光饱和强度非线性拟合曲线的影响规律。 光谱实验发现, 在550~750 nm之间, 肝细胞存在两个特异性荧光峰, 第一个峰值位于592 nm处, 第二个峰位于682 nm处, 且前者明显高于后者； 肝癌, 肝纤维细胞除具备与肝细胞相同位置的两个峰外, 在726 nm处出现第三个特异性荧光峰, 并在592 nm处获得最大激发光强, 在726 nm处的荧光峰高于在682 nm处的第二个荧光峰； 结合高斯多峰拟合法对峰值和各峰位置, 以及峰型展宽进行分析。 肝癌细胞和肝纤维细胞三个峰的展宽基本相同, 正常肝细胞最大激发峰展宽略小于另三种细胞, 但是682 nm处的小峰展宽略大于病变细胞； 流式细胞仪实验结果显示, 肝癌细胞直径大于肝纤维细胞大于肝细胞, 同种浓度下荧光强度也是肝癌细胞高于肝纤维细胞高于肝细胞； 利用非线性曲线拟合细胞最大荧光强度随浓度变化曲线, 根据曲线斜率的变化规律, 发现四种细胞的最大荧光强度会随着细胞浓度增大而增强, 但是逐渐呈现荧光饱和状态。 随着细胞直径增加, 最大荧光强度饱和趋势更为明显, 单个细胞自激发效率降低。 结果显示, 将细胞形态学与光谱学有机的融合, 结合两种分析方式, 能提高细胞判断的准确性和有效性。 通过对肝细胞、 肝癌细胞以及肝纤维细胞的荧光光谱特性进行研究, 并结合细胞直径分析荧光饱和变化趋势, 能够为肝病变细胞的研究提供一定的光谱学依据。

本文通过X射线照射SMMC-7721、BEL-7402和HepG2三种肝癌细胞后, 以克隆形成试验检测其存活分数, 结果显示在梯度剂量X射线0、2、4、6、8、10 Gy照射下SMMC-7721、BEL-7402、HepG2三种细胞克隆存活分数逐渐下降, 其中SMMC-7721在三种肝癌细胞系中对辐射最敏感, BEL-7402辐射抗性在三种肝癌细胞系中最高。Western blot检测发现PER1在SMMC-7721中的表达水平明显显著高于BEL-7402和HepG2(P<0.05)。过表达PER1蛋白以后, BEL-7402接受5 Gy X射线照射后凋亡明显增多, 同时, western blot 和RT-qPCR试验结果发现, X射线照射过表达PER1的BEL-7402细胞, 抗凋亡蛋白Bcl-2表达明显降低, 凋亡执行蛋白Caspase-3断裂明显增多。研究结果表明PER1蛋白的高水平表达可以促进X射线诱导的凋亡, 增强肝癌细胞的辐射敏感性。