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结直肠癌(colorectal cancer,CRC)是常见的消化系统恶性肿瘤,在西方国家,无论是男性还是女性,其发病率和死亡率均高居第三位。在我国,随着人民生活水平的不断提高、饮食习惯和结构的改变以及人口的老龄化,CRC的发病率和死亡率均保持上升趋势。CRC早期症状不明显,患者就诊时大多已为晚期,其中约有15%-25%的CRC患者在确诊时即合并有肝转移,而转移性CRC(mCRC)患者的中位生存期低于两年。针对CRC,临床上最主要的治疗方法是手术切除,辅助放疗、化疗。虽然近年来CRC手术技术发展迅速,但患者的5年生存率并没有因此得到显著提高,局部复发与术后转移扩散仍是CRC主要的死亡原因。除手术之外,其它治疗手段如放疗、化疗均缺乏敏感性和特异性,还有较高的毒副作用。深入阐明CRC的发生发展机制,寻找CRC相关标志物,优化现有诊疗方案是历来研究的重点。目前,作为表观遗传学标记物的微小RNA(microRNAs, miRNAs)已成为肿瘤研究热点之一。miRNAs是一类小片段非编码RNA,具有广泛的基因调节功能,通过与其靶基因mRNA的3’-UTR互补配对结合,调控靶基因的翻译,从而参与多种生物学功能,如细胞生长、分化、凋亡、器官发育等,也包括肿瘤的发生发展。目前已经发现多种miRNAs在肿瘤中存在异常表达,发挥着癌基因或者抑癌基因的作用。研究表明,CRC中同样存在某些miRNAs的异常表达,这些miRNAs在CRC的发生发展过程中起着重要作用,如miR-145。miR-145在多种肿瘤中表达下调,被认为发挥着抑癌基因的作用。miR-145在CRC中的表达及其功能已有一些报道,但仍有许多问题尚待解决。为了分析miR-145在CRC中的表达模式及其在CRC临床诊断和预后判断中的意义,我们首先收集了60对CRC肿瘤组织及其相应的癌旁对照组织,这也是目前文献报道中一组例数最多且均为配对的临床组织样本,统计分析结果与文献报道一致,即miR-145在CRC肿瘤组织中相对表达水平较低。进一步分析miR-145与临床病理因素间的关系,结果发现miR-145在CRC肿瘤组织中的相对表达水平与患者年龄、性别、肿瘤分化程度、浸润深度均无关,但与Duke’s分期及淋巴结转移情况相关。目前的研究发现,外周血中存在循环miRNAs,并可能作为肿瘤早期筛查、早期诊断的潜在标记物。迄今为止,尚未有miR-145在CRC患者血液中表达状态的报道。我们收集40例CRC患者血浆和10例正常人血浆,检测结果显示miR-145在CRC患者血浆中的表达水平显著低于正常人,与其在CRC肿瘤细胞和组织样本中的表达模式类似。以上结果提示,miR-145在CRC早期筛查、早期诊断、预后判断中具有潜在的应用价值。今后,我们可以通过更大样本量的验证、多种miRNAs联合检测的探索,以期为临床应用的早日实现提供理论依据。为了深入探讨miR-145影响CRC发生发展的分子机制,我们首先通过体外研究,构建了过表达miR-145的CRC稳定细胞株SW1116/miR-145,在细胞水平上预测和验证了N-RAS是miR-145新的靶基因,并发现N-RAS与另一个已知的miR-145靶基因IRS-1间存在协同作用。同时,我们的结果显示miR-145可以通过抑制靶基因N-RAS、IRS-1的表达水平,调控下游AKT、ERK1/2信号通路及下游信号分子HIF-1α、VEGF的活性,最终影响肿瘤细胞的增殖及迁移侵袭能力。此外,我们通过体内研究,将稳定细胞株SW1116/miR-145和SW1116/miR-NC注射到裸鼠体内,在动物水平上进一步证实了miR-145可以通过调控靶基因N-RAS.IRS-1,进而影响AKT、ERK1/2信号通路及HIF-lα、VEGF的活性,最终抑制CRC裸鼠皮下成瘤模型的肿瘤生长。另外,我们在人CRC组织样本中,分别采用原位分子杂交及免疫组织化学的方法,同时检测miR-145及其靶基因N-RAS、IRS-1的表达水平,发现miR-145的表达分别与其靶基因N-RAS、IRS-1的表达呈负相关,从而在人体水平上再一次验证了miR-145与其靶基因间的关系。结合我们的前期研究基础及相关文献报道,本课题通过细胞、动物、大体血液及组织样本等体内体外多水平多层次的探讨,验证了miR-145在CRC组织中的低表达模式,并发现其表达水平与CRC临床病理分期及淋巴结转移情况有关；发现了miR-145在CRC患者血浆中的低表达模式；阐述了miR-145在CRC细胞和裸鼠成瘤模型的肿瘤发生发展过程中起着抑癌基因的作用；探讨了miR-145影响CRC肿瘤发生发展可能的分子机制,报道了miR-145新的靶基因N-RAS,及其与另一个已知的miR-145靶基因IRS-1间的协同作用,阐明了miR-145通过靶基因调控/AKT、ERK1/2信号通路及下游信号分子HIF-1α、VEGF的活性,最终抑制CRC肿瘤生长。以上结果为我们更好地揭示了miR-145对CRC发生发展的影响及其分子机制,为开发基于miR-145的CRC诊断及预后指标、个体化治疗靶点提供了一定的实验基础和理论依据。