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肝癌作为一种全世界范围内的恶性肿瘤,其发病率和死亡率持续居高不下,也是我国常见的恶性肿瘤之一。虽然近年来对肝癌的治疗手段逐渐增加且技术手法越来越成熟,但由于肝癌进行治疗后的复发转移率特别高,所以导致肝癌患者术后生存率仍然很低。经由大量研究表明,这和存在于肝癌组织中,且具有分化潜能的肝癌干细胞有很大关系。因此,研究和开发靶向肝癌干细胞的治疗方案成为肝癌治疗的热点。FOXO3a是FOXO家族中的重要一员,其表达水平的异常与多种肿瘤的发生发展及预后密切相关,被认为是重要的肿瘤抑制因子。在肝癌相关研究中发现,FOXO3a与肝癌细胞的部分生物学行为有关,因此进一步探究FOXO3a与肝癌干细胞之间的联系具有很大意义。首先,基于Nanog启动子驱动GFP表达的分选系统,通过流式细胞仪分选获得肝癌干细胞,检测肝癌干细胞中FOXO3a的表达情况,发现FOXO3a在肝癌干细胞中低表达。在此基础上,我们构建了FOXO3a的过表达和干扰细胞模型,通过改变FOXO3a的表达水平来检测细胞自我更新能力的改变,即细胞克隆形成率和成球率的变化。结果显示,过表达FOXO3a后降低了肝癌干细胞自我更新能力,而FOXO3a表达的下调增强了肝癌细胞向肝癌干细胞的转换能力。这表明FOXO3a在肝癌干细胞自我更新的维持中起到了重要作用,FOXO3a对肝癌干细胞的自我更新能力具有负向调控作用。进一步研究显示,FOXO3a与蛋白酶体系统之间存在一定的相关性,FOXO3a通过对蛋白酶体活性的正向调节实现了对肝癌干细胞自我更新能力的调控。进而我们又对FOXO3a的上游调控机制进行了研究,发现同样在肝癌干细胞自我更新能力的维持中起重要作用的IGF信号可负向调控FOXO3a的表达,而FOXO3a表达水平的改变可影响IGF对肝癌干细胞自我更新能力的调控。在改变IGF活性后,检测发现蛋白酶体活性也发生了改变。在肝癌干细胞中抑制IGF信号,则蛋白酶体活性上升;反之,则蛋白酶体活性下降。这表明IGF对蛋白酶体活性也具有负调控作用。而在此基础上,即在抑制或激活IGF信号的同时,分别干扰或上调FOXO3a的表达,则IGF对蛋白酶体活性的调控作用受到抑制。但是,如果反过来在干扰或过表达FOXO3a的基础上,再进行IGF信号的抑制或激活,则蛋白酶体活性不受影响,而且检测细胞自我更新能力也没有发生改变。这充分说明,FOXO3a不仅参与IGF信号对蛋白酶体活性及肝癌干细胞自我更新能力的调节,而且还具有重要作用。因此,综合以上研究结果表明,FOXO3a接受IGF信号的负向调控,维持蛋白酶体低活性,从而对肝癌干细胞自我更新能力进行调控。本文研究了FOXO3a在肝癌干细胞自我更新中的作用,并探究和验证了其上游和下游信号调控机制,明确了IGF/FOXO3a/蛋白酶体系调控肝癌干细胞自我更新的完整通路,研究结果可为肝癌的研究和针对性开发治疗药物提供理论依据和奠定实践基础。