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MicroRNA (miRNA)是一类长度约～22nt的内源性非编码单链小分子RNA。miRNA主要通过与靶基因mRNA碱基互补配对—通常为miRNA的5’种子序列(5’seed sequence)与mRNA的的3’非翻译区(3’untranslated region,3’UTR)——在转录后水平调节蛋白编码基因的表达。miRNA通过对基因表达的调节,参与发育分化、细胞增殖、凋亡等重要生命过程。越来越多的miRNA被发现在多种肿瘤中表达失调,包括肺癌,提示miRNA与肿瘤的发生发展有关。目前认为miRNA对肿瘤进程中的多个阶段均有重要影响,包括原癌基因的激活与抑制,肿瘤生长,肿瘤血管生成,侵袭转移等等。肺癌一直是世界上最常见的恶性肿瘤死亡原因。病理学分类上主要将肺癌分为非小细胞肺癌(non-small cell lung cancer, NSCLCs)和小细胞肺癌(small cell lung cancer, SCLCs)。不同病理学类型的肺癌其治疗手段也存在差异。由于当前对肺癌发生发展机制的研究仍不够深入,临床的治疗方法相对落后。因此有必要寻找新的分子标记物,为肺癌的诊断和治疗提供更有效的靶点,以期改善肺癌患者的预后。本课题中,我们首先采用实时荧光定量RT-PCR (quantitative RT-PCR, qRT-PCR)在207例肺癌和正常肺组织石蜡标本中对nicroRNA-205(miR-205)和nicroRNA375(miR-375)的表达进行验证。结果显示,与正常肺组织相比,miR-205在肺鳞癌(squamous cell lung carcinoma, SQ)中表达明显上调(P<0.05),而miR-375在SCLC中显著上调(P<0.05)。进一步我们预测筛选二者的靶基因,采用miRecords靶基因预测软件并结合KEGG信号通路数据库,在22个肺癌相关信号通路中预测得到52个miR-205的候选靶基因,以及22个miR-375的候选靶基因。考虑到miR-375在SCLC组织样本中的显著上调,而当前对miR-375相关的信号通路及其在肺癌中的研究相对较少,我们进一步选择miR-375作为更深入的研究对象。首先通过qRT-PCR在85例手术切除冰冻组织标本中对miR-375的22个候选靶基因作验证,结果得到16个候选靶基因(ACSL3, FZD8, ITGA10, ITPKB, LRP5, PIAS1,CACNG2, CCDC6, JUND, RYR2, CSNK2A1, MAP3K5, RUNX1, NLK, PDPK1,SP1)在肺癌中的表达与正常肺组织中的表达相比具有差异。其中6个候选靶基因(FZD8, ITGA10, ITPKB, LRP5, PIAS1, RUNX1) mRNA的表达与miR-375的表达呈负相关,我们进一步选择这6个候选靶基因作后续的体外细胞实验。有意思的是,在3株SCLC细胞系(NCI-H345, H69, H82)中发现PIAS1蛋白的内源性表达与miR-375的内源性表达呈负相关。此外,miR-375可以抑制野生型PIAS1mRNA3’UTR的报告基因活性,而对结合位点突变的突变型PIAS13’UTR的报告基因活性没有明显影响,为证实PIAS1作为miR-375的靶基因提供了有力的依据。综上所述,本研究在肺癌患者中证实了miR-205这一SQ特异性分子标记物以及miR-375这—SCLC特异性分子标记物。miR-375通过作用于靶基因PIAS13’UTR,在转录后水平调节PIAS1的表达。这些结果提示miR-375在SCLC发病分子机制中具有重要作用,并有望成为SCLC诊断与治疗的潜在靶点。