背景:原发性肝癌是世界上常见的恶性肿瘤之一,是导致癌症相关死亡的第四大原因,更是中国癌症患者死亡的第二大原因。原发性肝癌主要有两种类型——肝细胞癌和肝内胆管癌,前者占全球原发性肝癌病例的80%以上。谷氨酰胺作为肿瘤细胞生长代谢的重要营养物质为肝癌细胞的生长发展提供了充足的碳源及氮源,其通过参与三羧酸循环为细胞生长提供能源,也能参与还原性谷胱甘肽的形成进而维持细胞内氧化还原稳态。由于肿瘤细胞的特殊代谢法则,其对谷氨酰胺需求远大于正常细胞,因此肿瘤细胞应对谷氨酰胺缺乏的能力对自身极其重要。肝癌细胞为了应对谷氨酰胺缺乏的不利局面,必须通过调整自身状态满足其存活增殖对物质和能量的需求,为自身的生存发展提供保障。天冬酰胺合成酶基因(Asparagine Synthetase,ASNS)转录编码天冬酰胺合成酶,其在肿瘤细胞胞浆中将谷氨酰胺和天冬氨酸转化生成天冬酰胺以及谷氨酸。目前国内外关于ASNS的研究多聚焦于其合成天冬酰胺的能力对肿瘤细胞的影响,但其在肝癌细胞中发挥的功能关系尚不清楚,此外ASNS在肝癌细胞面临谷氨酰胺饥饿微环境时发挥的作用及机制也尚未明确。目的:探究肝癌细胞在谷氨酰胺饥饿条件下,ASNS发挥的具体功能和分子机制及其immune monitoring生理意义,为未来肝癌患者的临床靶点治疗提供新思路。方法:利用Western blot和qRT-PCR检测谷氨酰胺饥饿条件下相关基因的蛋白表达水平以及mRNA表达水平;使用特定的ASNS shRNA,采用慢病毒包装和转染来建立ASNS敲低的肿瘤细胞系,通过细胞生长计数、平板克隆实验检测ASNS对细胞增殖的影响;敲低ASNS后在显微镜下观察细胞表型,通过Western blot检测与细胞死亡相关的蛋白,确定在谷氨酰胺饥饿条件下ASNS对HepG2细胞的影响;敲低ASNS后使用Annexin V/PI凋亡染色对不同营养条件下的HepG2细胞进行染色并通过流式细胞术检测ASNS对细胞凋亡的影响;使用γ-H2AX抗体染色通过免疫荧光进一步验证ASNS对细胞凋亡的影响;在HepG2细胞中敲低ASNS后通过Western blot和qRT-PCR检测正常Naporafenib临床试验营养条件及谷氨酰胺饥饿条件下凋亡相关蛋白的变化;使用泛素特异的抗体做免疫印迹以检测STAT3的泛素化水平;通过免疫共沉淀试验来评估ASNS和STAT3之间的相关性。结果:在谷氨酰胺饥饿条件下,ASNS受转录调控显著升高;ASNS通过促进凋亡抑制蛋白Bcl-2表达和抑制凋亡促进蛋白Bax表达,抑制细胞凋购买Colforsin亡,促进肝癌细胞在谷氨酰胺缺失条件下的存活;进一步的机制研究发现,ASNS促进STAT3的表达,其和STAT3结合并抑制STAT3蛋白的泛素化降解。STAT3作为Bcl-2和Bax的转录因子,其蛋白含量增加引起Bcl-2蛋白含量的上升以及Bax蛋白含量的下降,从而抑制内源性凋亡途径的发生。ASNS通过促进STAT3的表达,间接抑制内源性凋亡途径,最终促进肝癌细胞在谷氨酰胺匮乏微环境中的存活。结论:ASNS在肝癌细胞面临谷氨酰胺匮乏的微环境时表达上调,通过减少STAT3的泛素化降解,进而抑制内源性凋亡的发生,促进癌细胞存活。本研究揭示了ASNS在肝癌细胞面临谷氨酰胺饥饿时促进细胞生存的重要作用,这一发现可以帮我们更好的了解肝癌细胞的代谢重编程机制,有助于未来肝癌患者的临床靶向治疗。