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膀胱癌是人类最常见的恶性肿瘤之一,其发病机制复杂,涉及大量基因表达、功能异常及多种信号通路的改变。目前,膀胱癌发生发展的分子遗传学机制还很不清楚。近年来,microRNA (miRNA)在膀胱癌发生发展中的作用及意义受到了越来越多的关注。本论文探讨了miR-100及下游的靶基因PLK1在膀胱癌发生发展及侵袭转移中的生物学功能,对其相关的分子作用机制进行了较为深入的研究。此外,我们也筛选出了膀胱癌的尿液miRNA生物标志物,对发展新的膀胱癌临床无创性诊断的方法具有一定的参考价值。首先,我们通过膀胱癌组织及癌旁正常粘膜的miRNA表达谱芯片分析,发现miRNA下调可能是膀胱癌发生发展的重要机制。通过进一步的筛选和验证,我们揭示了miR-100在膀胱癌中普遍下调,其表达水平与膀胱癌肿瘤分期、肿瘤分级和淋巴结转移相关。我们通过在体外过表达miR-100,发现其能够抑制膀胱癌细胞的增殖,迁移和侵袭能力,并能调控膀胱癌的细胞周期,使细胞周期阻滞在G2/M期,并能促进细胞凋亡。通过进一步构建miR-100慢病毒过表达载体,我们发现其能在体内抑制肿瘤的生长,这个新发现阐释了膀胱癌发生发展侵袭转移的分子机制,为临床治疗膀胱癌提供了新的思路。其次,我们通过生物信息学方法预测了miR-100的靶基因,然后再经过生物学实验方法,我们确定了PLK1是膀胱癌中miR-100的靶基因。通过荧光定量RT-PCR,Western Blotting,免疫组化技术和荧光素酶报告基因的方法,我们发现了miR-100通过与PLK1基因mRNA3’UTR序列的不完全互补结合,抑制PLKl的翻译,从而在转录后水平调控PLK1蛋白的表达水平,膀胱癌组织中miR-100表达与PLK1蛋白表达呈现负相关。我们进一步使用PLK1抑制剂(BI2536),发现PLK1直接参与了miR-100诱导的膀胱癌细胞增殖,迁移和侵袭过程,为BI2536针对PLK1靶点治疗膀胱癌提供了切实的理论依据。最后,我们建立了简单、易行、重复性好的尿液细胞外miRNA提取流程。通过膀胱癌及对照正常人群的尿液miRNA表达谱分析,筛选出了一些在膀胱癌患者尿液中高表达的miRNA,并发现U6可以作为尿液miRNA荧光定量RT-PCR的内参基因。通过验证20个尿液miRNA标志物,我们发现尿液miR-509-5p/miR-124比值显示了较高的准确性,可能是膀胱癌诊断的无创性生物标志物。综上所述,我们发现了miR-100在膀胱癌中普遍下调,其表达水平与膀胱癌肿瘤分期、肿瘤分级和淋巴结转移相关,过表达miR-100能够抑制膀胱癌细胞的增殖,迁移和侵袭能力,并能调控细胞周期,促进细胞凋亡和抑制膀胱肿瘤的生长。PLK1基因直接参与了miR一100诱导的膀胱癌细胞增殖,迁移和侵袭过程。尿液miR一509-5p/miR-124比值可能是膀胱癌诊断的无创性生物标志物。这些发现为膀胱癌的分子遗传学提供了一个新的视野,也为膀胱癌的临床诊断和治疗提供了新的途径。