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化疗是白血病治疗的主要手段,而化疗的失败和白血病的复发往往会导致死亡,多药耐药是导致化疗及复发的最关键因素。多药耐药现象的产生主要源于多药耐药基因MDR1的表达。MDR1基因编码P-gp蛋白,该蛋白是膜转运蛋白能把药物从胞内泵出胞外而使细胞产生耐药。MicroRNA(miRNA)是长度为17-24nt的非编码RNA,它可以抑制靶基因转录后翻译或使靶基因的mRNA降解。研究表明,miRNA不仅在干细胞分化﹑血液发生﹑心血管发育﹑骨骼肌发、胰岛素分泌﹑神经元生成﹑胆固醇代谢以及免疫反应等一系列生理过程中起作用,miRNA也在肿瘤中发挥重要功能,它可以是原癌基因或者抑癌基因。最近有研究报道miRNA也与肿瘤的多药耐药有关,而白血病的多药耐药是其复发的一个重要因素之一。然而,关于miRNA与疾病复发的研究尚未报道,miRNA参与白血病的多药耐药的机制尚不清楚。本研究通过浓度梯度递增法和间歇诱导法成功建立了慢性髓系细胞白血病的耐药株,在此基础上,我们提取了耐药株和敏感株的总RNA并对其进行miRNA生物芯片分析,根据生物芯片的大量数据我们进一步进行了非监督聚类分析,找出了耐药株和敏感株中差异表达的miRNA。其中,相对于敏感株K562/WT(wild type),miR-214﹑miR-188-3p和miR-20a在耐药株系中高表达,miR-338-5p﹑miR-455-3p﹑miR-15a﹑miR-27a和miR-331-5p是低表达的。我们将这些差异表达的miRNA进一步通过qRT-PCR的验证发现miR-27a和miR-331-5p的表达随着耐药浓度的提高而表达逐步下降,暗示了miR-27a和miR-331-5p的表达可能与多药耐药基因MDR1相关。为了进一步证明这两个miRNA与多药耐药基因的直接靶向关系,我们用双荧光素酶报告基因检测的方法检测了这两个miRNA分别能使含有MDR1基因3’UTR的荧光素酶的荧光值下降,说明miR-27a和miR-331-5p分别能与MDR1的3’UTR结合并抑制其表达。进一步在细胞内用Western blot验证了miR-27a和miR-331-5p分别直接调控多药耐药蛋白P-gp的表达。这一结论在临床样品中也得到了验证。同时miR-27a和miR-331-5p在白血病细胞中的过表达可以增加白血病细胞对药物的敏感性。除了耐药相关miRNA,我们通过生物芯片的方法在成对的临床样品中检测了miRNA的表达谱,以期获得白血病复发相关的miRNA。在复发病人miRNA的表达谱中,我们发现了除miR-27a以外的另一miRNA,miR-223,它在成对的复发样品中低表达,通过无复发生存分析,我们发现miR-223可以作为一个生物标记来预测复发, miR-223高表达的初诊病人的无复发生存率高(87.6%),而无复发生存率低(63.3%)的病人的miR-223在初诊时的表达低。最后,靶基因预测发现miR-27a和miR-223分别可以靶向Bmi-1和E2F1,这两个靶基因都与肿瘤的发生和干细胞的自我更新和分化相关。综上所述,本论文首次报道了miR-27a和miR-331-5p参与白血病耐药的新机制,过量表达miR-27a和miR-331-5p能使白血病细胞变得对药物敏感。在临床上,miR-27a和miR-331-5p的表达可能与复发有关;miR-223可以作为白血病复发的预测因子。研究结果为白血病的基因靶向治疗提供了新的依据,也为小分子药物的研究奠定了基础。同时,对于白血病的临床治疗具有重大的参考价值和意义。