膀胱癌以移行上皮细胞癌为多,是常见的泌尿系统恶性肿瘤之一。其发病率和死亡率位于泌尿生殖系统恶性肿瘤中的第二位。其中,大多数(65%)膀胱癌为非肌层浸润型膀胱癌(non-muscle invasive bladder cancer,NMIBC),其中约有70%的患者可能再次复发,另外10%~30%的患者可能进一步发展成肌层浸润型膀胱癌。近年来,尽管手术发展迅速,但患者的远期复发率与生存率并未见明显提高,其它治疗手段包括化疗和放疗,但均缺乏特异性,且毒副作用明显。因此,深入研究膀胱癌发生发展的分子机制,将为膀胱癌的靶向治疗提供新的思路。microRNAs(miRNAs)是一类内源性的非编码小RNA,由18-25个核酸片段组成,参与调节其靶基因的表达。成熟miRNA主要通过结合至靶基因mRNA的3’端非编码区,抑制靶基因的mRNA翻译或者引起其降解,从而参与基因转录后的调控。在常氧状态下,大部分细胞通过产能较多的葡萄糖的氧化磷酸化提供能量,此过程被称为“糖的有氧氧化”。只有当细胞处在乏氧或应激状态下,才会在细胞质中通过产能较少的葡萄糖的酵解生成乳酸以提供能量,此过程被称为“无氧糖酵解”。糖酵解途径虽然每分子葡萄糖只生成2个ATP,但速度快,相对要容易得多。在1924年,由Otto Warburg发现,肿瘤细胞即使在氧气充足的情况下,依然优先在细胞质中通过糖酵解途径代谢葡萄糖以提供ATP,这种现象被称为“有氧糖酵解”,又被称为“Warburg效应”。已有研究显示,miRNAs能够通过直接或间接通路参与肿瘤细胞糖有氧酵解的调节,但具体机制还不明确,因此,本研究拟探讨miRNAs在调控肿瘤有氧糖酵解中的作用及其具体机制。研究表明,miR-21在肿瘤的发生发展中发挥着致癌基因的作用,且miR-21在多种肿瘤中的表达均出现异常增高。本研究首先成功建立了miR-21敲低的慢病毒稳转膀胱癌T24细胞系,以此为基础进行进一步研究。我们发现,miR-21在膀胱癌组织中的表达高于癌旁正常组织,miR-21敲低后T24细胞的增殖和克隆形成能力降低。鉴于有氧糖酵解在肿瘤中的重要作用,我们检测miR-21敲低后对T24细胞有氧糖酵解的影响,发现葡萄糖摄取减少和乳酸生成降低,即有氧糖酵解速率降低,并伴随着细胞对糖酵解抑制剂2-DG更加敏感,同时糖酵解限速酶己糖激酶的酶活性降低,提示miR-21敲低后削弱了T24细胞的有氧糖酵解水平。接着我们检测了膀胱癌组织中的糖酵解关键酶的表达,发现其在肿瘤组织中的表达均高于癌旁正常组织。另外,我们同时检测了T24细胞中糖酵解关键酶的表达,发现miR-21敲低后糖酵解关键酶的mRNA和蛋白表达水平均降低,进一步提示miR-21可能通过影响糖酵解关键酶的表达参与T24细胞有氧糖酵解的调节。随后我们发现了miR-21敲低后,miR-21的靶基因PTEN表达升高,同时PI3K/Akt/m TOR通路被抑制,p-Akt、p-4EBP1、p-S6K表达降低。综上我们得出结论:miR-21参与了膀胱癌T24细胞有氧糖酵解的调控;miR-21可能通过调控T24细胞有氧糖酵解参与肿瘤增殖的调节;miR-21对有氧糖酵解的调控可能是通过PTEN/PI3K/Akt/mTOR通路来实现的。