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目的:比较不同氘体积浓度对人肺癌A549和A549/DDP细胞株及正常细胞增殖的作用，初步分析低氘水处理人肺癌A549和A549/DDP细胞后差异表达的miRNAs功能，探讨低氘水抗肿瘤的可能机制。方法：MTT法检测低氘水对16HBE细胞、前成骨MC3T3-E1细胞和肺癌A549、A549/DDP细胞增殖的抑制作用；平板克隆比较不同浓度低氘水作用肺癌A549、A549/DDP和前成骨细胞后形成的克隆集落数的差异；Transwell和划痕实验检测低氘水对肺癌A549细胞侵袭迁移能力；流式细胞仪检测低氘水对16HBE细胞、肺癌A549和前成骨细胞周期的变化；ATP酶试剂盒测试低氘水对肺癌A549和前成骨细胞的ATP酶表达变化；western-blot检测低氘水对肺癌A549及A549/DDP的MRP1、VEGF、ATP、PTEN、P-PTEN、Non-p-PTEN、Nrf2、PDK1、P-PDK1、PCNA、NQO1分子表达情况；免疫荧光检测低氘水对肺癌A549的ATP、VEGF、MMP9、PCNA、NQO1、Nrf2分子表达情况。Affymetrix microRNA芯片分析低氘水处理肺癌A549细胞后的miRNA差异表达谱；QPCR验证低氘水对肺癌细胞的miRNA差异表达谱；生物信息学预测靶基因及其功能；RT-PCR检测转染miRNA inhibitor和mimics后mRNA的表达变化；western-blot检测miR-1291inhibitor和mimics转染肺癌A549及A549/DDP的MRP1、MDR1、NQO1和PCNA的表达；划痕实验检测转染miRNA-143后A549细胞侵袭迁移能力。结果：随着培养基中氘含量下降，肺癌A549和A549/DDP细胞增殖显著被抑制（P＜0.05），克隆生成和游走侵袭能力显著下降（P＜0.01），但对前成骨细胞和16HBE细胞生长无明显抑制作用；流式细胞仪检测显示，低氘水能诱导肺癌A549细胞生长周期阻滞：S期减少，G1期显著增加（P＜0.05），而对正常细胞生长周期无明显抑制；ATP酶试剂盒检测结果显示低氘水能显著抑制A549细胞Na+K+-ATP酶活力（P＜0.01）、Ca++Mg++-ATP酶活力（P＜0.01）和T-ATP酶活力（P＜0.001）；western-blot检测结果显示低氘水能引起PTEN、P-PTEN、Non-p-PTEN和NQO1蛋白表达水平显著上调，MRP1、VEGF、ATP、PDK1、P-PDK1和PCNA蛋白表达水平显著下调；免疫荧光结果发现低氘水能降低ATP、VEGF、MMP9和PCNA的表达，升高NQO1和Nrf2的表达。Affymetrix microRNA芯片比较低氘水（50ppm）与普通水（150ppm）培养肺癌细胞A549后，miRNA表达谱差异结果显示差异倍数在两倍以上的miRNA有182个，其中96个高表达，86个低表达；QPCR验证低氘水对肺癌A549细胞的miRNA差异表达谱中miR-1291、miR-143、miR-15b和let-7b的表达，结果显示miR-1291升高16.89倍，miR-143升高2.29倍，miR-15b升高6.69倍和let-7b升高13.88倍；QPCR检测低氘水对肺癌A549/DDP细胞的miR-1291、miR-143、miR-15b和let-7b表达，结果显示miR-143升高3.05倍，miR-1291升高3.43倍，miR-15b和let-7b的表达变化不明显；生物信息学预测结果显示miR-1291、miR-143、miR-15b和let-7b调控的靶基因与肿瘤增殖、凋亡、转移和多药耐药等相关；miRNA转染结果显示：TRAF4、MMP24、MDR1、MRP1和BCL2可能是miR-1291调控的靶基因，ABCC4、BCL2和Caspase3可能是miR-143调控的靶基因；蛋白印迹实验结果发现miR-1291能下调MRP1、MDR1、PCNA的表达，上调NQO1表达；划痕实验结果显示miR-143具有抑制肺癌A549侵袭迁移能力。结论：1.低氘水具有选择性抗肺癌A549和A549/DDP细胞增殖的靶向生物效应。2.低氘水显著上调NQO1、Nrf2、P-PTEN、Non-p-PTEN和PTEN蛋白表达，下调MRP1、VEGF、ATP、PDK1、P-PDK1、PCNA蛋白表达，诱导肺癌细胞G1期静止和S期阻滞，可能是抑制肺癌细胞株增殖和转移能力的分子机制之一。3.低氘水显著上调大量抑癌miRNAs表达，下调大量原癌miRNAs表达，可能是抑制肺癌细胞株增殖和转移能力的分子机制之一。4. miR-1291调控的靶基因可能包含TRAF4、MMP24、MDR1、MRP1和BCL2，miR-143调控的靶基因可能包含ABCC4、BCL2和Caspase3。