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肿瘤耐药是指肿瘤细胞对化疗药物具有耐受性的现象,它不仅使药物疗效减弱,而且常常导致肿瘤化疗失败,是影响肿瘤复发甚至转移的重要因素。5-氟尿嘧啶(5-fluorouracil,5-FU)是目前结直肠癌(Colorectal cancer,CRC)治疗的一线药物,它通过干扰细胞内DNA和RNA的合成抑制肿瘤的生长。虽然在治疗初期,大部分CRC细胞对5-FU敏感,肿瘤体积出现减小,但是由于肿瘤耐药的产生,5-FU并不能清除所有肿瘤细胞,5-FU耐药已经严重影响CRC的治疗,因此,鉴定出与5-FU耐药相关的生物分子对提高CRC的化疗效果十分关键。微小RNA(micro RNA,miRNA)是一类长度为20-25个核苷酸的非编码RNA,它通过靶向基因的3’UTR在转录后水平抑制所调控基因的表达,miRNAs的异常表达几乎在所有肿瘤中被检测到,影响了肿瘤的增殖、凋亡、迁移与侵袭等过程。miR-139基因位于11q13.4,其转录产物经加工可产生miR-139-5p和miR-139-3p两个成熟miRNA分子。我们先前的研究表明miR-139-5p在CRC中发挥着潜在的“抑癌基因”功能,miR-139-5p的低表达促进CRC细胞的迁移和侵袭,并且导致CRC病人的不良预后,但是,miR-139-5p与CRC耐药之间的关联并没有被系统地阐明。本研究中我们收集了未接受放化疗的CRC组织20例和接受了以5-FU为基础的新辅助化疗的CRC组织10例,并建立了对5-FU耐药的CRC细胞株(HCT-8/5-FU、HCT-116/5-FU)和miR-139-5p稳定过表达的CRC细胞株(HCT-116-miR-139-5p、LoVo-miR-139-5p);利用qRT-PCR检测5-FU诱导后miR-139-5p的表达情况,并用CCK-8实验确认miR-139-5p过表达对CRC细胞耐受5-FU的影响;接着用荧光素酶报告基因实验、免疫印迹和功能回复实验分析miR-139-5p影响CRC耐药的分子机制。结果表明,miR-139-5p在接受了5-FU为基础的新辅助化疗CRC病人肿瘤组织中或5-FU耐药的CRC细胞中均显著低表达;过表达miR-139-5p通过促进细胞凋亡增加CRC细胞对5-FU的化疗敏感性;荧光素酶报告基因实验、功能回复实验和免疫印迹研究显示,miR-139-5p增加CRC细胞对5-FU敏感性的分子机制是:靶向NOTCH-1,抑制其下游耐药相关基因MRP-1和BCL-2的表达;此外,NOTCH-1在5-FU耐药的CRC细胞中高表达,过表达miR-139-5p通过下调NOTCH-1逆转CRC细胞对5-FU耐药。本研究揭示了miR-139-5p/NTOCH-1信号通路在调控CRC细胞对5-FU化疗敏感性中的重要作用,其有望成为克服CRC细胞对5-FU耐药的新靶点。