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目的越来越多的研究表明,非编码RNA在多种生命活动过程中发挥重要作用,包括DNA损伤修复。部分结直肠癌(colorectal cancer,CRC)患者放疗敏感性低,影响肿瘤的治疗效果,而DNA损伤修复能力与肿瘤细胞的放射敏感性密切相关。本研究旨在探讨非编码RNA lnc-RI和miR-1587调控结直肠癌细胞DNA损伤修复及放射敏感性的机制。方法(1)用表达lnc-RI特异性敲低序列的慢病毒(shRNA-lnc-RI#1,shRNA-lnc-RI#2)和阴性对照病毒(shRNA-NC)感染结直肠癌细胞(HCT116和HT29细胞)。①通过细胞增殖实验、克隆形成实验、裸鼠体内成瘤实验和细胞凋亡实验分析敲低lnc-RI表达对结直肠癌细胞生长和存活的影响。②通过蛋白免疫印迹实验、间接免疫荧光实验和细胞周期实验分析敲低lnc-RI表达对结直肠癌细胞DNA双链断裂(DNA double-strand breaks,DSBs)的影响。③通过基因芯片筛选敲低lnc-RI诱导的差异表达基因,并经NHEJ修复效率检测、蛋白免疫印迹实验和实时荧光定量PCR实验对lnc-RI下游靶基因进行验证。④通过生物信息学分析、实时荧光定量PCR实验、蛋白免疫印迹实验、双荧光素酶报告基因实验、细胞增殖实验、克隆形成实验和细胞周期实验分析lnc-RI与靶基因相互作用调控结直肠癌细胞DSBs修复的分子机制。⑤通过克隆形成实验、蛋白免疫印迹实验、实时荧光定量PCR实验及间接免疫荧光实验分析lnc-RI对结直肠癌细胞放射敏感性的影响。(2)用miR-1587模拟物及阴性对照序列(miR-NC)转染结直肠癌细胞。①通过细胞增殖实验、克隆形成实验、细胞凋亡实验分析miR-1587 mimics对结直肠癌细胞生长及存活的影响。②通过蛋白免疫印迹实验、间接免疫荧光实验及细胞周期实验分析miR-1587 mimics对结直肠癌细胞DSBs的影响。③通过实时荧光定量PCR实验、蛋白免疫印迹实验及双荧光素酶报告基因实验分析miR-1587调控靶基因及DSBs修复的分子机制。④通过放射后克隆形成实验分析miR-1587对结直肠癌细胞放射敏感性的影响。结果(1)下调lnc-RI表达抑制了体内、外结直肠癌细胞在体内外的生长,促进其凋亡,诱导了内源性DSBs的增加并引起细胞周期阻滞。下调lnc-RI表达抑制了 NHEJ修复效率且明显抑制了其关键蛋白LIG4的表达,lnc-RI通过竞争结合miR-4727-5p调控LIG4的表达进而参与调控DNA损伤修复。下调lnc-RI表达增强了结直肠癌细胞的放射敏感性。(2)MiR-1587 mimics抑制了结直肠癌细胞的生长并促进其凋亡,伴随着DSBs的增加并引起了细胞周期阻滞。MiR-1587通过靶向结合LIG4 mRNA 3’UTR区调控LIG4的表达,miR-1587 mimics增强了结直肠癌细胞的放射敏感性。结论(1)lnc-RI通过lnc-RI/miR-4727-5p/LIG4轴调控结直肠癌细胞LIG4的表达,调控NHEJ对DSBs修复效率,进而影响细胞生长和放射敏感性,提示lnc-RI可能是结直肠癌潜在的治疗靶点。并且我们首次报道了 miR-4727-5p的功能。(2)MiR-1587通过靶向结合LIG4 mRNA 3’UTR区参与调控结直肠癌细胞DNA损伤修复与放射敏感性。