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结直肠癌是世界上第三位引起死亡的重要癌症。每年可导致50多万人死亡。其发病率在西方国家一直居高不下。近年来随着中国人饮食习惯西化以及多种外部因素的影响,每年结肠癌的发病率在逐年提高。结肠癌被认为是渐进发病,由正常组织异常增生为息肉进而发展为癌症。因此,结肠息肉被认为是结肠癌的早期阶段。 MicroRNA(miRNA)是一组18-26 nt大小的非编码小RNA,通过70nt左右的茎环结构被酶切和转运等最终形成单链的短RNA,miRNA通过其5端2-8nt的种子序列识别目的基因的3非翻译区并发生结合从而降解或抑制靶基因翻译。MiRNA在人的正常生理活动中发挥着重要的调控作用,如:在胚胎发育、干细胞分化、细胞增殖及凋亡等等。因此,已有大量研究显示miRNA的异常表达会引起多种疾病的发生,包括结肠癌等多种癌症。目前,有三种关键平台用于miRNA的高通量研究,即:高通量定量PCR技术、芯片技术以及二代测序技术。第二代测序技术以其高通量、高准确率、高分辨率以及其对miRNA在碱基水平变化的细致分析而收到广泛的应用。 该研究中我们应用第二代高通量测序平台(SOLID)对来源于同一病人的癌症、息肉及正常肠道粘膜组织miRNA表达谱进行高通量测序,并对测序数据进行深入分析。我们共测序三例病人,其中一例的样本为配对的癌症、息肉和正常组织,另两例样本均为配对的癌症和正常组织。通过高通量测序我们共发现了11个在癌组织中异常表达的miRNA(FDR<0.05)。进一步的RT-qPCR结果显示,这些miRNA在癌症中的趋势与测序结果一致,而miR-31-5p以及miR-147b在息肉组织中即有明显变化。在序列多样性分析中我们发现大部分miRNA都有isoform,且miRNA3末端极不稳定,相比之下5末端较为保守。但5末端依然有缺失或延长,而这种变化也将直接导致种子序列的变化,进而影响miRNA的调控作用。MiR-3p/5p的选择趋势分析显示在我们的样本中,三种样本中来源于5端的miR-5p的表达水平整体高于miR-3p的miRNA,说明miR-5p来源的miRNA更易被选择。整体的miR-5p/3p水平在三组样本中没有明显表达差异,而有4个miRNA在结肠癌中该比值有明显变化,提示其对两臂来源miRNA的选择变化可能与结肠癌的发病有一定的关联。以差异表达miRNA的靶基因进行通路富集结果显示,最显著的两个被富集的通路为WNT通路和MAPK通路。 该研究是首次应用高通量测序技术对来自同一个体的结肠癌、息肉及正常组织的miRNA进行分析。该研究将为我们进一步了解结肠癌渐进式发展过程中的分子水平的变化奠定基础。