MicroRNA (miRNA)是一类长度约21nt的非编码小RNA,调控基因转录。miRNA在一系列生命活动中起着重要的调控作用,包括细胞生长、免疫和肿瘤的发生和发展等。细胞吞噬是一种在动物中保守的免疫方式,一些miRNA从无脊椎动物到高等动物高度保守,因此保守miRNA在动物的细胞吞噬中可能存在相同调控机制。因此,本论文从保守的miRNA入手,研究miRNA在细胞吞噬调控中的保守机制。肿瘤的发生和发展是一个复杂的过程,在此过程中,miRNA不仅参与了调控免疫细胞包括巨噬细胞在内的免疫细胞的活性,同时也参与调控癌细胞的生长、迁移等。因此,本论文研究了在癌症中表达失调的miRNA在癌症中的调控作用及其作用机制。细胞吞噬在免疫反应中起重要作用,然而miRNA参与的细胞吞噬调控还没有被广泛研究。为了解决这个问题,在本实验室前期研究基础上,本论文研究了miR-1对细胞吞噬的调控作用。结果显示,miR-1在对虾血淋巴细胞的吞噬调节中发挥重要作用。分析表明,miR-1是一条从无脊椎动物到哺乳动物高度保守的miRNA,因而本论文进一步分析miR-1在哺乳动物巨噬细胞的吞噬调控中的功能。试验结果表明,miR-1在癌化的巨噬细胞RAW264.7中的表达水平与分离的小鼠正常巨噬细胞和永生化的正常巨噬细胞ANA-1相比显著下调。研究发现,miR-1在虾血淋巴细胞和哺乳动物的巨噬细胞中都能调控网格蛋白重链1(CLTC1)基因的表达,从而抑制细胞的吞噬活性。因此,本研究揭示了miR-1介导的无脊椎动物和脊椎动物的吞噬调控机制。为了进一步研究miR-1在肿瘤中的作用,本论文通过定量PCR分析miR-1在胃癌细胞(MGC-803, HGC-27, MKN45)和乳腺癌细胞(MDA-MB-231, MDA-MB-435)以及相应的正常细胞中的表达。结果发现,与胃正常细胞(GES-1)或乳腺正常细胞(MCF-10A)相比,miR-1在癌细胞中的表达水平显著下降。同时,检测了42对胃癌病人组织样品(1个病人的癌变组织和正常组织为1对样品),结果显示miR-1在胃癌组织中的表达量显著低于正常组织。以上研究表明,miR-1可能在癌症中发挥抑癌基因的作用。在癌细胞和非癌细胞中过表达miR-1,结果发现miR-1能特异性地抑制癌细胞的生长,并使癌细胞周期阻滞在G1期,但对非癌细胞的生长无明显影响。进一步研究发现,miR-1作用的靶基因是CDK4。细胞试验和动物试验结果显示,过表达miR-1后,癌细胞中CDK4含量显著减少,细胞周期发生阻滞,肿瘤生长受到抑制。同时,分析miR-1对癌细胞转移的影响发现,过表达miR-1能抑制癌细胞迁移、入侵和对纤连蛋白粘附的能力。共聚焦荧光显微镜观察结果表明,miR-1过表达后F-actin的构象发生了变化,纤维状actin明显减少；相差显微镜结果显示,miR-1过表达的癌细胞形态趋于圆形,表明细胞的运动能力减弱。靶基因研究结果表明,miR-1通过对靶基因TWF1 (twinfilin actin binding protein 1)、CNN3 (calponin 3, acidic)、CORO1C (coronin, actin binding protein)、WASF2(WAS protein family, member 2)、TMSB4X (thymosin beta 4, X-linked)的表达调控抑制癌细胞的迁移、入侵和粘附。细胞试验和动物试验结果均显示,miR-1过表达后,TWF1、CNN3、CORO1C, WASF2和TMSB4X的mRNA和蛋白水平都显著下降,miR-1抑制肿瘤转移。体外miR-1介导的靶基因mRNA降解试验和细胞内RNA荧光原位杂交结果显示,miR-1能同时作用于癌细胞生长和迁移相关的6个靶基因(CDK4, CNN3, CORO1C, WASF2, TMSB4X, TWF1)。裸鼠试验结果显示,miR-1过表达对癌细胞在裸鼠体内的生长产生了明显的抑制作用；同时,miR-1过表达抑制了癌细胞在活体内的转移。研究结果说明,miR-1作为肿瘤抑制因子,可同时抑制肿瘤生长和肿瘤转移。