胰岛素样生长因子1受体（insulin-like growth factor1receptor，IGF1R），是胰岛素样生长因子家族成员之一，在结合胰岛素样生长因子（IGF1和IGF2）配体后，通过自身磷酸化，激活PI3K以及MAPK信号通路，调控细胞的增殖、分化和凋亡。研究发现IGF1R及其配体在急性白血病、多发性骨髓瘤、乳腺癌、前列腺癌、卵巢癌、子宫内膜癌、宫颈癌、非小细胞肺癌、Ewings肉瘤等恶性肿瘤中均表达异常。进一步研究证明IGF1R表达与肿瘤的生长、转移、放化疗治疗抵抗密切相关。多年来的研究已经证明IGF1R在肿瘤发生和转移中发挥不可替代的作用。长链非编码RNA（long non-codingRNA，lncRNA）是指一类长度超过200个核苷酸的RNA分子的总称。新近研究发现，lncRNA能通过表观遗传机制调控肿瘤细胞的基因表达，从而参与肿瘤的发生及转移，但迄今为止，IGF1R在肿瘤中调控紊乱的原因并不清楚，国际上亦未见有关lncRNA调控IGF1R表达的报道。目的：分析全新的lncRNA-IRAIN结构、功能及调控基因的机制，为肿瘤的临床靶向治疗及预后判定提供新的理论依据。方法：1）应用方向特异性RT-PCR（SSRT-PCR）研究IRAIN方向及初步定位；2）末端追踪法明确IRAIN5’和3’端序列；3）Northern Blot确定IRAIN大小及剪切变异体；4）qRT-PCR研究IRAIN在不同血液肿瘤及乳腺癌细胞系中的表达；5）限制性内切酶酶切及测序分析印迹表达；6)启动子DNA甲基化分析印迹表达机制；7）慢病毒过表达研究IRAIN功能；8）shRNA慢病毒沉默研究IRAIN功能；9）细胞生长、细胞迁移、侵袭试验研究IRAIN功能；10）染色质构象捕获研究DNA内部空间结构；11）逆转录相关捕获研究RNA-DNA之间空间结构；12）RNA-染色质构象捕获研究具体RNA-DNA之间空间连接。结果：1．IRAIN的结构采用方向特异性RT-PCR（Strand-Specific RT-PCR, SSRT）方法进行IRAIN的全长测定并明确其转录方向，IRAIN全长5366bp，起始于IGF1R内含子、跨越外显子1及启动子区域；与IGF1R表达方向相反；主要定位于胞质内；以上结果确定IRAIN是一个反义长链非编码RNA。2．IRAIN的表达采用实时荧光定量PCR方法，检测10种细胞系IGF1R和IRAIN的相对表达，相对于正常的骨髓细胞系，血液肿瘤和乳腺癌细胞系中IRAIN表达均低于IGF1R，且IRAIN和IGF1R表达呈相反趋势，二者比较，在HL60、U266、MDA-MB-231和T47D中差异有统计学意义（P<0.05）。提示IRAIN可能抑制IGF1R表达。3．IRAIN遗传印迹表达通过限制性内切酶酶切及测序分析，在不同血液肿瘤细胞系中（kg-1和kg-1a）发现IRAIN是单等位基因表达。在人体正常乳腺、心脏、子宫、胃组织中发现IRAIN单等位基因表达。在正常人和白血病患者家族确定IRAIN是父源基因表达，母源基因沉默。4．IRAIN的功能本研究成功建立慢病毒表达IRAIN及shRNA沉默IRAIN的载体，并将质粒转染乳腺癌细胞进行功能研究。虽然在反式水平上这两种方法对细胞生长（MTT试验）以及IGF1R表达均无影响，但过表达IRAIN后细胞迁移能力下降，证明IRAIN能够抑制细胞的迁移能力，提示IRAIN具有抑癌基因的功能。5．IRAIN印迹表达机制通过启动子DNA甲基化分析发现，在Kg-1及白血病标本中IRAIN启动子DNA半甲基化，IRAIN的单等位基因表达与其启动子DNA甲基化有关。去甲基化药物5-氮杂胞苷处理K562细胞后IRAIN表达轻度升高（1.28倍）。似乎提示通过进一步细化药物处理浓度及时间，可以考虑应用去甲基化药物改变IRAIN印迹表达。6．IRAIN参与染色质空间结构的形成通过染色质构象捕获法，初步发现IGF1R基因启动子和下游远端增强子之间形成长距离染色质内环结构，而在研究IRAIN和IGF1R之间空间结构联系的RAT和R3C方法中，进一步发现IRAIN竟然同时和IGF1R这两个重要的基因调控区域结合，直接参与染色质内环结构形成，而通过shRNA沉默IRAIN表达后，则可以抑制染色质内环结构形成。7．IRAIN的临床意义通过不同危险度分层的急性髓系白血病患者IRAIN表达程度分析，发现IRAIN在高危患者中表达低，在低危患者中表达高，差异具有统计学意义（P<0.05）。初步提示IRAIN作为一个抑癌基因，可能作为肿瘤治疗过程中的分子标志物，进行治疗监测及随访。结论：1．本研究发现了一个全新的长链非编码RNA-IRAIN。IRAIN5’端起始点位于IGF1R内含子1中，跨越IGF1R启动子区域，主要位于胞质内，全长5366bp，与IGF1R编码方向相反，为IGF1R的反义长链非编码RNA。2．RAIN在白血病细胞系及乳腺癌细胞系中单等位基因表达，在人体乳腺、心脏、子宫等多个正常组织中呈单等位基因印迹表达，在正常人及白血病患者家族调查结果提示为父源等位基因表达，而母源等位基因沉默。IRAIN为遗传印迹父源表达基因，且与其启动子DNA甲基化水平相关。3．IGF1R启动子及基因内部增强子相互连接形成染色质内环结构，IRAIN直接参与形成IGF1R启动子和其内增强子之间的染色质内环结构而调控基因表达。ShRNA沉默IRAIN表达后染色质内环结构消失。4．在急性白血病患者中，发现IRAIN的表达与肿瘤的恶性程度有关，在低危患者中表达高，在高危患者中表达很低或不表达，而且与IGF1R mRNA表达呈相反的趋势。初步分析IRAIN的功能，提示IRAIN可能作为抑癌基因，抑制肿瘤细胞IGF1R基因的表达。5．用化疗药物及去甲基化药物处理白血病细胞系后，IRAIN表达增高，提示IRAIN可能作为临床治疗疗效监测及随访的指标。由于IRAIN是初次发现的一个全新的长链非编码RNA，对IRAIN功能及机制了解尚有限。进一步通过研究IRAIN印迹表达的现象及机制，深入研究IRAIN与IGF1R的关系，研究IRAIN调控基因表达的机制，明确IRAIN的功能，有望为临床提供新的抗肿瘤药物靶点及全新的分子标志物。对IRAIN和不同肿瘤患者预后进行相关性分析，也可为临床提供新的预后判断及随访监测指标。