T-LAK细胞源蛋白激酶(T-LAK cell-originated protein kinase, TOPK)是一个新近发现的丝/苏氨酸激酶,属于MEK3/6相关的MAPKK蛋白家族。它能在包括肿瘤和睾丸在内的一系列快速增生的细胞和组织中大量表达,其广泛地参与到肿瘤细胞有丝分裂,神经细胞发育,精子生成,恶性肿瘤细胞的增殖,肿瘤细胞转化以及MAPKK信号通路相关的细胞DNA损伤修复等一系列生物学过程中。我们通过对多个病理组织DNA芯片的Meta分析发现TOPK基因在肝癌组织中有着较高的表达水平,这一发现提示我们TOPK的生物学功能可能与肝癌的发生发展过程相关联。我们随后通过实时荧光定量PCR技术检测了77对肝癌标本中TOPK基因的mRNA的表达水平变化,发现其在74%左右的肝癌组织中显著性上调。接下来,我们通过对肝癌组织的免疫组化及相关的组织化芯片研究,进-步证实了TOPK蛋白在肝癌组织中具有较高的表达水平为了探讨TOPK蛋白在肝癌组织中高丰度表达的作用,我们筛选了相应的肝癌细胞株作为模型,构建了稳定消减TOPK的肝癌细胞株。相关的功能性实验表明,与对照组相比,稳定消减了TOPK的细胞株表现出一定的G1期阻滞,其生长增殖能力也受到明显的抑制。以上结果都说明TOPK在肝癌的发生发展中起着重要的作用。在以上工作的基础之上,我们进一步探讨了TOPK促进肝癌细胞生长增殖的分子机制。我们首次发现并证实了Polo样激酶1(Polo-like Kinasel, PLK1)能与TOPK相互作用,前者在细胞有丝分裂中起着广泛的调节作用,同时也对包括肝癌细胞在内的细胞生长增殖有着巨大的影响。随后我们通过激光扫描共聚焦显微镜和免疫荧光原位杂交技术观察到PLK1和TOPK在肝癌细胞有丝分裂的中期,后期以及胞质分裂期能够共定位,这一发现提示我们PLK1和TOPK二者的相互作用极可能在肿瘤细胞的有丝分裂过程中起着重要的作用。我们将已构建好的稳定消减TOPK的肝癌细胞株同步到有丝分裂期以后释放,相比于对照组,其有丝分裂期的维持时间明显缩短。进一步的,我们证实了这种影响是由于抑制TOPK的表达后Cyclin B1蛋白的稳定性降低造成；同时,我们的结果显示,PLK1能够通过调节TOPK影响Cyclin B1的表达水平或是稳定性。以上结果表明,TOPK在肿瘤细胞的周期中扮演着重要角色,其能够受到PLK1的调控进而影响Cyclin B1的稳定性,从而对肿瘤细胞有丝分裂的进程进行调控。综上所述,本研究首次揭示了TOPK在肝癌中上调表达且具有促进肝癌生长增殖的原癌基因特性；首次深入观察描述了TOPK在肿瘤细胞有丝分裂进程中的定位分布情况；发现了TOPK作为PLK1的新底物,参与到细胞有丝分裂进程当中并初步探讨了其相关的信号调控机制。这些发现都提示我们TOPK具有成为肝癌治疗新靶点的巨大潜力,同时也为设计新的肝癌治疗方法提供了重要的实验依据。