肝癌以其低生存率和高术后复发率成为当今人类生存的一大杀手,其临床治疗和基础研究至今仍未取得突破性进展。肝癌的发生过程漫长且复杂,临床统计发现超过80%的肝癌在发生过程中经历了肝纤维化/肝硬化这一病理阶段,因此肝纤维化/硬化在肝癌发生和转移过程中的作用日益受到关注。肝星状细胞活化并合成分泌大量细胞外基质蛋白是肝纤维化发生的关键,肝癌细胞是否通过与肝星状细胞间的相互作用,营造适合肿瘤生长和转移的微环境值得深入研究。SOX9 作为 SRY(sex determination region of Ychromosome)相关的高度保守HMG盒转录调控因子,不仅在发育过程中起关键作用,而且与包括肿瘤在内的多种疾病的发生发展密切相关,作用机制也多种多样。我们检索Oncomine数据平台发现SOX9在肝癌组织中的表达水平较正常肝组织显著上调,接着我们比较了肿瘤复发及不同BCLC分期中SOX9的表达水平,我们发现SOX9的表达水平与肝癌预后不良密切相关。进一步检测转移能力不同的肝癌细胞株中SOX9的蛋白水平,发现SOX9在转移能力强的肝癌细胞中表达升高。为深入研究SOX9在肝癌转移中的作用,我们构建了过表达SOX9的慢病毒,感染低转移能力的肝癌细胞SMMC-7721并筛选出稳定表达SOX9的稳转细胞株,体外实验结果表明SOX9表达升高能促进肝癌细胞的迁移和增殖,但不影响上皮-间质转化过程(EMT)相关基因的表达。因此SOX9促肝癌细胞转移的作用可能与EMT过程无关。接下来进行的肝原位植瘤实验发现上调肝癌细胞SOX9表达能显著增强肿瘤的肝内转移和肺转移,促进肿瘤的生长。同时,我们还构建了敲低SOX9表达的慢病毒,感染高转移能力的肝癌细胞HCC-LM3并筛选出敲低SOX9表达的稳转细胞株,发现降低SOX9的表达能够抑制肝癌细胞的迁移和增殖,但并不影响EMT过程相关基因的表达。小鼠肝原位植瘤实验的结果则发现敲低肝癌细胞SOX9表达能显著抑制肿瘤的肝内转移和肺转移过程,抑制肿瘤的生长。Meelis等人通过ChIP-seq实验发现在小鼠毛囊发育的过程中SOX9可能与INHBB基因的转录调控区结合。TGFβ家族成员ActivinB由两个INHBB亚基(βBβB)组成。肝癌细胞和组织水平的Western blot结果均显示,过表达SOX9能够上调INHBB的表达,增强肿瘤细胞内Smad3的磷酸化水平,表明SOX9可能上调INHBB的表达并通过自分泌的方式增强肿瘤细胞Activin/Smad的信号转导。敲低SOX9表达的肝癌细胞和组织的Western blot结果同样验证了上述推论。此外,对肿瘤周围的肝组织进行组织染色和免疫组化染色,发现过表达SOX9的癌旁组织中肝星状细胞被大量激活,肝纤维化程度显著增加,炎症反应程度加重;敲低SOX9的肝癌周围组织的染色结果则相反。上述结果表明肝癌细胞表达的INHBB可能通过旁分泌的形式激活肝星状细胞促进肝纤维化,增强肝癌细胞转移。体外实验同样发现ActivinB能够激活LX-2,增加胶原蛋白等的表达。最后,我们检索Oncomine、TCGA、GTEx等数据平台,发现肝癌临床样本中INHBB的表达较正常肝组织上调,并且与SOX9表达水平呈正相关,当二者同时高表达时预后较差。SOX9和INHBB的表达均与α-SMA呈正相关,进一步表明SOX9诱导INHBB表达与肝星状细胞激活和肝纤维化发生相关。综上所述,我们发现SOX9可以调控INHBB的表达,并通过自分泌的方式调控肿瘤细胞Activin/Smad信号转导,也可以通过旁分泌的方式激活肝星状细胞,促进肝纤维化发生和肝癌细胞的生长与转移。本项研究的结论拓展了我们对肝癌发生和转移机制的认识,也为肝癌临床治疗的研究提供了新的理论依据和治疗靶点。