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研究背景:膀胱癌是泌尿系统最常见的恶性肿瘤之一。根据最新的统计数据,全球每年有近430000新发患者,而且患者死亡率排在泌尿系统肿瘤首位。膀胱癌可分为非肌层浸润性膀胱癌（non-muscle-invasive bladder cancer,NMIBC）和肌层浸润性膀胱癌（muscle-invasive bladdercancer,MIBC）。在初发的膀胱癌患者中,约70%为NMIBC,30%为MIBC。对于肌层浸润性膀胱癌,根治性膀胱切除术后5年总体生存率欠佳,约50%的患者术后出现远处转移并导致死亡。微小RNA（microRNA,miRNA）是一种单链非编码RNA,其长度约为22个核苷酸。据报道,miRNA在调节转录后基因沉默中发挥重要的作用。既往研究发现,miR-145-5p能够靶向沉默致癌基因胰岛素样生长因子-I受体（Insulin-Like Growth Factor I Receptor,IGF-IR）,抑制肿瘤的生长。环状RNA（Circular RNA,circRNA）是以通过共价键形式结合的首尾相接的环形单链非编码RNA。研究发现,circRNA富含miRNA结合位点,可通过miRNA应答元件（MRE）竞争性结合miRNA减轻miRNA对其靶基因的抑制并增加靶基因的表达水平。已有大量研究证实,circRNA广泛参与多种肿瘤的发生与发展。在膀胱癌中,circRNA是否可通过miR-145影响细胞生物学行为,还需要进一步研究。对于circRNA的探索有望为膀胱癌的诊断与治疗提供新的思路和作用靶点。因此,在本研究中我们拟通过多种分子生物学实验方法筛选能调控miR-145-5p的circRNA,并验证其相互作用,进一步阐明circRNA对于膀胱癌发生发展的影响,探讨其可能的分子机制。第一部分筛选出能够调控miR-145的circRNA并进行验证既往研究发现,miR-145-5p能够沉默IGF-IR抑制膀胱癌的生长。本部分实验的主要研究目的是识别出能够调控miR-145-5p的circRNA,并对结果进行验证。首先,通过6对膀胱癌组织与癌旁正常组织的高通量芯片测序,得出299个在膀胱癌组织中上调的circRNA,然后利用生物信息学在线工具预测能够作为分子海绵吸附miR-145-5p的circRNA。然后将前两者的交集基因提取,并对5个交集基因与miR-145-5p作相关性分析,发现相关性最高的为circOMA1基因。在独立外部队列中,我们通过组织芯片、生存分析及临床特征进一步验证。随后,又结合测序数据进行KEGG分析,提出circOMA1/miR-145-5p/IGF-IR/MAPK调控轴的假设。第二部分观察circOMA1对膀胱癌细胞生物学行为的影响多项研究证实,circRNA的异常表达与肿瘤的进展密切相关。因此,我们选取膀胱癌T24与5637细胞系作为细胞体外模型,选取裸鼠和B-NDG免疫缺陷鼠作为体内模型,应用慢病毒载体上调或下调circOMA1的表达,通过CCK-8、EdU实验和皮下成瘤实验检测膀胱癌细胞增殖能力;通过划痕实验、Transwell和体内肺转移瘤实验检测膀胱癌细胞转移能力;通过脐静脉内皮细胞成管实验检测对血管生成的影响。结果发现,circOMA1的表达与膀胱癌细胞的增殖、迁移、侵袭及促血管生成能力成正比,在肺转移瘤模型中也发现下调circOMA1能够明显抑制膀胱癌细胞的肺转移。进一步机制研究发现,circOMA1的表达能够激活MAPK通路及上皮间质转化。第三部分验证circOMA1是否作为竞争性内源RNA结合miR-145-5p本部分研究验证circOMA1能否直接作用于miR-145-5p。首先,我们在上调或下调circOMA1的细胞系中验证miR-145-5p的表达,发现circOMA1的表达与miR-145-5p的表达成反比。通过荧光原位杂交和双荧光素酶报告基因实验,发现circOMA1与miR-145-5p存在相互作用,并找出了共同结合位点。后续又进行了 RNA免疫共沉淀实验,证明了 circOMA1能够与miR-145-5p直接结合。第四部分明确circOMA1通过miR-145-5p影响膀胱癌细胞生物学行为的机制在上调circOMA1的膀胱癌细胞中转染miR-145模拟物;在下调circOMA1膀胱癌细胞中转染miR-145抑制剂,采用Western blot检测IGF-IR的表达及下游MAPK信号通路蛋白的活化情况;采用划痕实验、Transwell实验检测膀胱癌细胞的转移能力;采用脐静脉内皮细胞成管实验检测对血管生成的影响。结果发现miR-145-5p能够逆转circOMA1对膀胱癌细胞生物学行为的影响。研究结论:1.CircOMA1在膀胱癌组织中高表达,并且与肿瘤进展密切相关并影响预后。2.CircOMA1高表达促进膀胱癌细胞的增殖和转移,促进血管的生成并激活MAPK通路及上皮间质转化。3.CircOMA1能够以分子海绵的形式靶向吸附调控miR-145-5p的表达,进而影响下游靶基因IGF-IR/MAPK通路的表达,参与膀胱癌的发生发展过程。