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目的:应用基因芯片技术及信息生物学分析方法,研究人肝癌细胞中与低氧反应相关的差异表达基因,筛选并探讨表达上调且显著差异表达因子--SLC6A8调控肝癌细胞增殖、凋亡、侵袭、迁移的机制。方法:采用Affymetrix公司的Gene Chip Clariom S Array芯片,对低氧诱导和常氧培养的Huh-7和Hep3B两株人肝癌细胞基因表达谱进行检测,并应用edge R软件对结果进行分析,研究人肝癌细胞中与低氧反应相关的差异表达基因,筛选出表达上调、变幅最大的差异表达基因。建立人Huh-7和Hep3B肝癌细胞系培养体系。分别构建沉默SLC6A8基因表达的慢病毒载体。分设对照组(Con)、阴性对照组(NC)、siRNA-1(KD1)实验组和siRNA-2(KD2)实验组。采用Q-PCR测试SLC6A8基因的m RNA表达量,Western blot检测HIF-1α和SLC6A8蛋白水平表达量;MTT检测细胞的增殖情况,TUNEL检测细胞的凋亡情况,划痕实验检测细胞的迁移情况,Transwell小室检测细胞的侵袭能力。对比研究SLC6A8沉默对肝癌细胞增殖、凋亡、侵袭、迁移能力的影响。结果:两株细胞系相同的差异表达基因共177个,上调127个,下调的50个;KEGG途径交集分析后选取表达上调且升幅最大的5个基因TXNIP、ATF3、SLC6A8、TIPARP和PFKFB4进行信息查询,结果显示TXNIP、ATF3、SLC6A8、PFKFB4均与肝癌发生相关;TCGA数据库分析发现SLC6A8基因在肝癌组织中的表达显著上升,且其高表达与组织学分型相关。论证实验发现:Huh7细胞KD1、KD2组SLC6A8基因m RNA表达(0.23±0.10,0.61±0.06)显著低于空白对照组(1.00±0.10)和阴性对照组(1.29±0.11)(P<0.05)。SLC6A8蛋白表达水平,KD1、KD2组(0.246±0.003;0.0261±0.003)均低于空白对照组(0.606±0.001)和阴性对照组(0.547±0.004)(P<0.05);HIF1α的蛋白表达水平,实验KD1、KD2组(0.176±0.001;0.250±0.031)均低于空白对照组(0.435±0.003)和阴性对照组(0.492±0.003)(P<0.05)。Hep3B细胞中的SLC6A8基因的m RNA表达量水平,KD1、KD2实验组(0.47±0.05,0.75±0.12)明显低于空白对照组(1±0.07)和阴性对照组(1.36±0.05)(P<0.05)。SLC6A8蛋白表达水平,实验KD1、KD2组(0.299±0.008;0.159±0.005)均低于空白对照组(0.818±0.007)和阴性对照组(0.692±0.004)(P<0.05);HIF1α的蛋白表达水平,实验KD1、KD2组(0.228±0.010;0.134±0.003)均低于空白对照组(0.556±0.002)和阴性对照组(0.516±0.006)(P<0.05)。两组细胞实验中,沉默SLC6A8后,MTT技术检测细胞增殖情况,显示KD1、KD2细胞增殖和细胞活性均明显降低。TUNEL染色显示KD1和KD2组均出现深棕色,提示细胞凋亡增加。在Hep3B细胞中,随着病毒感染时间延长,KD1和KD2均有抑制细胞迁移的作用(P<0.05),与相KD2比较,KD1的抑制效果更明显(P<0.05);在Huh-7细胞中,感染24 h后细胞迁移率均增加,感染48 h后,KD1和KD2均有抑制细胞迁移的效果(P<0.05),但KD1与KD2相比较,无显著性差异(P﹥0.05)。沉默SLC6A8基因降低了Huh-7、Hep3B细胞的侵袭能力(P<0.05),但KD1与KD2相比较,无显著性差异(P﹥0.05)。结论:人肝癌Huh-7及Hep3B细胞低氧培养后,大量的细胞因子表达异常;TXNIP、ATF3、SLC6A8、TIPARP和PFKFB4等是5个表达上调、升幅最大的差异基因,这些低氧诱导表达增高的差异基因可能与肝癌发生发展相关;生物信息学分析表明,SLC6A8基因在肝癌组织中的表达显著上升,其高表达与组织学分型相关。在肝癌细胞系中SLC6A8高表达。低表达的SLC6A8能抑制细胞的增殖、侵袭、迁移,并诱导细胞凋亡。沉默SLC6A8后HIF-1α的蛋白表达水平下降,提示SLC6A8可能是HIF-1α的上游驱动子,SLC6A8与HIF-1α有正向的网络调控关系,并通过HIF-1α介导了肝癌细胞的生物学改变。