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【目的】circRNA的生物学功能近年才走进人们的视野,它具有表达丰富、持续稳定、取材无创、特异性高等特点,可以作为癌症潜在的诊断标记物,辅助早期诊断。并且circRNA在癌症的发生发展中起着重要的调控作用,可以作为潜在的治疗靶点,为癌症的治疗提供新思路。本研究通过挖掘结直肠癌的circRNA、miRNA、mRNA公共数据库,结合多个靶点预测数据库,运用生物信息学的方法,基于内源竞争性RNA调控理论,寻找结直肠癌潜在的circRNA诊断标记物,进一步确定本研究调控作用最强的circRNA及其circRNA-miRNA-mRNA调控轴,探索其调控机制。【方法】在GEO数据库搜索结直肠癌与癌旁组织的circRNA系列,选定GSE126094的10对样本和GSE142837的3对样本为研究对象。下载GSE126094表达矩阵,使用SangerBox软件工具将数据进行分位数标准化,选用limma包以|log2FC|>1.5,adj.P<0.01为筛选标准,寻找GSE126094差异表达的circRNA。同样的方法处理GSE142837,两个系列差异表达的circRNA交集部分为本研究的DEcircRNA。运用SPSS软件绘制ROC曲线,明确DEcircRNA的诊断价值。使用SangerBox软件工具从TCGA数据库下载结直肠miRNA表达矩阵,共有616个结直肠癌与11个正常对照样本,将数据进行分位数标准化,同样选用limma包以|log2FC|>1,adj.P<0.01为筛选标准,寻找差异表达的miRNA。在circ Bank和circ Interactom数据库中预测DEcircRNA可能结合的miRNA,三者交集部分为靶DEmiRNA。GEPIA 2数据库可分析TCGA联合GTEx数据库的mRNA表达数据,共有367个结直肠癌与359个正常对照样本,选用limma差异分析方法,以|log2FC|>1,adj.P<0.01为筛选标准,寻找差异表达的mRNA。在Targetscan、miRDB和mi Tarbase数据库中预测靶DEmiRNA可能结合的mRNA,四者交集部分为靶DEmRNA。使用Cytoscape软件将DEcircRNA、靶DEmiRNA、靶DEmRNA及其靶向关系构建circRNA-miRNA-mRNA调控网络。使用STRING数据库和Cytoscape软件构建蛋白互作网络,并使用MCODE插件寻找互作关系最为密切的关键基因,并寻找Degree最大的最关键基因。再次使用Cytoscape软件构建关键基因的circRNA-miRNA-mRNA调控网络,基于mRNA与miRNA表达呈负相关,miRNA与circRNA表达呈负相关的内源竞争性RNA调控理论,寻找最关键基因的上游circRNA及调控轴。使用g:Profiler数据库对靶DEmRNA进行GO和KEGG富集分析,探索circRNA通过调控轴发挥的生物学功能。【结果】从GEO数据库GSE126094和GSE142837获取结直肠癌差异表达的circRNA并取交集,获得6个DEcircRNA,它们是:hsa＿circ＿0006332、hsa＿circ＿0065173、hsa＿circ＿0000518、hsa＿circ＿0006174、hsa＿circ＿0087862、hsa＿circ＿0005927,都具有较高的诊断价值。从TCGA数据库获取结直肠癌差异表达的miRNA,与预测的miRNA取交集,获得13个靶DEmiRNA。从TCGA联合GTEx数据库获取结直肠癌差异表达的mRNA,与预测的mRNA取交集,获得130个靶DEmRNA。舍去因靶向关系取交集后在网络中孤立存在的2个circRNA和11个mRNA,将4个DEcircRNA、13个靶DEmiRNA、119个靶DEmRNA及其靶向关系构建circRNA-miRNA-mRNA调控网络。蛋白互作网络显示这些mRNA之间关系密切,其中CCND1、TNRC6A、KAT2B、E2F3、E2F2、CCNE2为关键基因,CCND1为最关键基因。使用6个关键基因及其上游8个miRNA、3个circRNA及其靶向关系构建关键基因的circRNA-miRNA-mRNA调控网络,从中获得与CCND1表达负相关的hsa-miR-892b及与hsa-miR-892b表达负相关的hsa＿circ＿0087862。从而确定hsa＿circ＿0087862是本研究调控作用最强的circRNA,其调控轴为hsa＿circ＿0087862/hsa-miR-892b/CCND1,即表达上调的hsa＿circ＿0087862竞争性结合hsa-miR-892b,削弱hsa-miR-892b对CCND1的翻译抑制,从而促进CCND1的表达。靶DEmRNA富集分析结果显示,CCND1分子功能富集在蛋白结合,生物过程富集在生物、细胞过程正调控,细胞组分富集在锚定连接,通路富集在细胞周期等项目。【结论】hsa＿circ＿0006332、hsa＿circ＿0065173、hsa＿circ＿0000518、hsa＿circ＿0006174、hsa＿circ＿0087862、hsa＿circ＿0005927可作为结直肠癌潜在的circRNA诊断标记物。hsa＿circ＿0087862是本研究结直肠癌调控作用最强的circRNA,通过hsa＿circ＿0087862/hsa-miR-892b/CCND1调控轴,行使蛋白结合功能,参与生物、细胞过程正调控,作用于细胞的锚定连接,通过细胞周期通路,促进结直肠癌的发生发展。