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第一部分乳腺癌组织特异性circRNAs的筛选及验证研究背景乳腺癌是女性最常见的恶性肿瘤之一,全球每年约有170万乳腺癌新发病例,严重威胁着女性的健康。随着人们生育和生活方式的改变,乳腺癌发病率呈不断上升的趋势。乳腺癌的发生与肥胖、缺乏运动、酒精使用、初潮年龄、绝经年龄、第一胎生育年龄、雌激素和孕激素使用等因素相关。然而家庭聚集现象以及在相同暴露下只有少数人患病的事实表明,个体遗传因素同样重要。circRNA（环状RNA）最早于上世纪70年代在RNA病毒中被发现,但一直被误认为是外显子转录本错误剪接而形成的低丰度RNA分子。近年来,研究发现circRNA与人类健康和疾病的发生发展密切相关,但与乳腺癌的关联研究还处于起步阶段。本研究采用芯片技术筛选乳腺癌相关的差异性表达circRNAs,评估其作为乳腺癌生物标志物的价值。方法本研究采用两阶段病例-对照研究设计。第一阶段是初筛阶段,收集新发乳腺癌患者癌组织和癌旁组织共4对样本,利用circRNA芯片检测组织中circRNA表达谱,筛选差异表达的circRNAs,筛选标准为表达量差异倍数（fold change,FC）>2倍,P<0.05。第二阶段是独立验证阶段,分别收集新发乳腺癌患者组织和癌旁组织样本51对、乳腺癌病例及健康对照血浆样本42对、3种乳腺癌细胞系和一个乳腺正常上皮细胞系,采用定量逆转录聚合酶链反应（quantitative reverse transcription polymerase chain reaction,qRT-PCR）技术,对初筛阶段筛选出的候选circRNAs进行验证研究,探讨差异表达的circRNAs与乳腺癌临床指标的相关性。采用受试者工作特征曲线（Receiver Operating Characteristic,ROC）评价单个或者多个差异circRNAs作为乳腺癌筛诊断生物标志物的价值,计算曲线下面积（area under curve,AUC）。结果基于circRNA芯片共筛选出1155个候选差异表达circRNAs,其中715个上调circRNAs,440个下调circRNAs。对其中的6个候选差异表达circRNAs进行二阶段验证。结果表明,hsacirc103110,hsacirc104689和hsacirc104821在乳腺癌组织中表达水平升高,而hsacirc006054,hsacirc100219和hsacirc406697在乳腺癌组织中表达水平降低。通过绘制ROC曲线,进一步评估了这6个circRNAs对乳腺癌的诊断价值。发现hsacirc100219具有最高的诊断准确性,曲线下面积AUC为0.78（95%CI:0.69-0.88）,灵敏度为0.69（0.54-0.81）,特异度为0.71（0.56-0.83）。若联合应用6个circRNAs时,AUC达到0.82（95%CI:0.74-0.91）。上述circRNAs在乳腺癌患者血浆和正常健康对照血浆中的表达量差异无统计学意义。细胞系分析发现,相对与乳腺正常上皮细胞,hsacirc104821在3种乳腺癌细胞系（MCF-7、MDA-MB-231和MDA-MB-468）中表达均上调。结论circRNAs在乳腺癌组织和癌旁组织中存在差异表达谱,提示其可能作为乳腺癌筛查的潜在生物标志物。第二部分乳腺癌相关circRNAs的功能预测分析背景circRNA具有“miRNA海绵体”效应或可以作为竞争性内源性RNA（competitive endogenous RNA,ceRNA）与miRNA结合而抑制其活性,从而调控miRNA靶基因的表达,影响人体正常的生理功能,与多种疾病的发生发展有关。本次研究利用生物信息学分析策略,对差异表达的circRNAs进行功能预测,探讨其在乳腺癌发病中的作用机制。方法对第一部分采用circRNAs芯片筛选的乳腺癌组织circRNAs差异表达谱,进行基因本体论（Gene Ontology,GO）和京都基因与基因组百科全书（Kyoto Encyclopedia of Gene and Genomes,KEGG）分析,预测靶基因的相关功能及信号通路。结合qRT-PCR验证结果,应用Arraystar软件预测与circRNA结合的miRNA,对circRNA/miRNA的相互作用详细注释。结果GO分析结果显示,在乳腺癌组织表达上调的circRNAs中,富集程度最高的是生物过程（biological process,BP）、分子功能（molecular function,MF）、细胞组分（cellular component,CC）,分别为解剖结构发育过程、蛋白质结合、细胞质。在表达下调的circRNAs中,富集程度最高的BP、MF、CC,分别为跨膜受体蛋白酪氨酸激酶信号通路、蛋白质结合、突触。KEGG通路分析结果显示,Hippo信号通路和WNT信号通路等途径与表达上调的circRNAs有关,RAP1信号通路和RAS信号通路与表达下调的circRNAs有关。单个circRNA与多个miRNAs有匹配的结合位点。结论circRNAs参与癌症相关信号通路,可以结合多个癌症相关mi RNAs,参与乳腺癌的发生和发展过程。