背景:膀胱癌是全世界高发的恶性肿瘤之一。2012年的数据显示,全球有429,800的膀胱癌新发病例和165,100的膀胱癌死亡病例,其中男性新发病例和死亡病例数约为女性的三倍。膀胱癌在男性中的发病率位居第六,在肿瘤导致的死亡中位居第九位。而在我国,膀胱癌居男性泌尿生殖系恶性肿瘤发病率第一位,居中国恶性肿瘤发病率第八位。而且,随着我国工业化、城镇化和人口老龄化的持续加速,膀胱癌的发病率和死亡率均有逐年上升的趋势。2003-2007年,全国32个肿瘤登记地区统计膀胱癌发病率在不同地区和不同性别中均呈上升趋势,膀胱癌死亡率也有比较明显的上升趋势。PIWI蛋白相互作用RNA(PIWI-interacting RNA,pi RNA)是一类新发现的非编码小RNA,它具有多种重要的生物学功能,已经成为一个新的研究热点。pi RNA最早是在哺乳动物的睾丸组织中发现的,它的长度一般是24~32个核苷酸,特异性地与PIWI蛋白结合发挥作用。自从pi RNA发现以来,科学家们对其研究进展迅速,已发现其在胚胎发育、生殖干细胞分化、表观遗传学调控、维持DNA完整性等方面有重要作用。pi RNA作为一类重要的参与生物学功能调节的小分子,人们除了研究其在生殖细胞系中的功能,也开始关注其与多种疾病比如癌症之间的关联。最近已有多篇研究报道了pi RNA与癌症的发生发展有着密切的联系,提示了pi RNA在参与调控癌症发生发展中的过程中发挥了重要的作用。方法:本研究选取三对膀胱癌组织及其相应的癌旁正常组织,用于pi RNA芯片研究。采用实时荧光定量聚合酶链反应(quantitative reverse transcription-polymerase chain reaction,q RT-PCR)技术验证膀胱癌组织中相关pi RNA的表达水平。然后设计和合成筛选出的pi RNA的类似物,并用脂质体转入膀胱癌细胞中,分别采用CCK-8(Cell Counting Kit 8,细胞增殖检测试剂盒)实验、软琼脂克隆形成实验和流式细胞术等方法观察其是否影响膀胱癌细胞的表型。在此基础上,通过生物信息学软件预测pi RNA潜在的靶基因,并通过荧光素酶报告基因实验检测相关pi RNA与靶基因3’UTR(untranslated regions,非翻译区)区的结合能力。同时采用q RT-PCR法,Western blot(免疫印迹实验)和ELISA(enzyme-linked immunosorbent assay,酶联免疫吸附反应)检测pi RNA靶基因在膀胱癌组织和膀胱癌患者外周血中的水平。结果:按照fold change≥2,P≤0.05,筛选得到197个差异表达的pi RNA(106个上调,91个下调)。在这197个pi RNA中,pi R-60152的fold change最大,所以我们选择pi R-60152作为研究对象。因其与膀胱癌相关,所以我们命名其为pi RABC(pi RNA associated with bladder cancer,pi RABC)。然后采用q RT-PCR技术在25对膀胱癌组织中检测pi RABC的表达水平,pi RABC在膀胱癌组织中低表达(P=0.003),和芯片结果一致。在CCK-8和软琼脂克隆形成实验中,转染pi RABC类似物显著地抑制了膀胱癌细胞的增殖和克隆形成。流式细胞术显示,转染pi RABC类似物显著增加膀胱癌细胞的凋亡率。为了进一步揭示pi RABC影响细胞增殖的机制,我们通过生物信息学预测其潜在的靶基因—TNFSF4(tumor necrosis factor superfamily member 4,肿瘤坏死因子超家族成员4)。荧光素酶报告基因实验提示pi RABC和TNFSF4的3’UTR区有结合。通过q RT-PCR法、Western blot和ELISA实验检测,TNFSF4在膀胱癌组织和膀胱癌患者血清中均呈现低表达,和pi RABC在膀胱癌组织中的表达水平一致。结论:在膀胱癌中,pi RABC呈显著下调,而且能影响膀胱癌细胞的增殖、克隆形成和凋亡。pi RABC可能和TNFSF4 3’UTR区结合来调控膀胱癌的发生发展。