miRNA(micro-RNA)是真核生物内源性的短链非编码RNA，在细胞生命活动中起到重要的调控作用。miRNA与siRNA(small interference RNA)组成基因沉默复合物RISC(RNA Induced Silence Compenents)，通过剪切或者翻译抑制存储在P小体(Processing bodies)转录后mRNA等方式，调控其靶基因的表达水平。利用miRNA这一功能进行基因治疗逐渐引起关注。目前，关于RISC的形成过程及其与靶基因作用机制还存在很多疑问。此外，对于这些过程中miRNA与P小体的相互作用也缺乏实时直观的证据。　　 在本文中，我们建立高分辨成像平台，转染外源荧光标记miRNA进入细胞体内，进行实时动态观察和长时间追踪，再利用相关的图像处理软件结合编程算法对所得结果进行处理。同时，辅助采用荧光定量PCR(Polymerase Chain Reaction)，免疫荧光染色等实验方法对相关miRNA在不同细胞系内的功能进行研究和比较。所得结果如下:　　 (1)采用免疫荧光染色方法，标记P小体、溶酶体等细胞内关键结构，分析miR-21在转染进入细胞之后与其相互作用，并进行定量分析。miR-21经转染后，在细胞内至少途经溶酶体、细胞质和P小体等结构，直至发挥相应的基因调控功能并最终被降解或排出细胞外。同时，miR-21能够引起细胞内P小体的聚集。　　 (2)利用高分辨活细胞实时成像系统，对转染的外源miR-21进行实时观察。同时，采用单分子追踪SPT（single particle tracking）对miR-21进行轨迹追踪，然后采用均方位移MSD(mean square distribution)分析这些粒子的运动状态。结果表明，外源miR-21在进入细胞之后，运动状态随其所处位置变化。整体呈受限运动，在突破溶酶体进入细胞之后呈一定的定向运动。　　 (3)在宫颈癌Hela和大鼠骨髓间充质干细胞BMSC两种细胞系中，分别转染miR-21，利用荧光定量PCR检测其靶基因mRNA变化，免疫荧光染色检测靶基因蛋白变化，同时检测细胞活力的变化。结果表明，miR-21在不同细胞系内发挥不同基因调控功能。　　 (4)在已有的实验基础上，借鉴PALM(photoactivated localization microscopy)成像方法的原理，构建超分辨成像系统。对所得图像序列进行单分子定位和后期的处理，可以得到纳米级别的分辨率，实现单分子的定位。