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目的:结直肠癌是现今世界第三大恶性肿瘤,已严重威胁人类健康。全基因组关联研究鉴定出超过120个结直肠癌遗传易感区域,但其促进结直肠癌进展的机制并未被完全阐明。本研究拟对结直肠癌易感区域内功能基因进行高通量RNA干扰功能筛选,结合高通量测序技术系统鉴定功能基因的调控型遗传变异,并通过人群研究和功能实验探索调控型遗传变异以及靶基因的致病机制,为结直肠癌易感基因的确定和个体化预防研究提供更多科学依据。方法:对东亚人群中结直肠癌风险相关遗传变异(P≤1.00×10-8)所在区域进行精细定位分析,筛选出候选结直肠癌易感基因。继而基于高通量RNA干扰技术对上述候选基因集进行结直肠癌细胞增殖表型的系统筛选,通过沉默特定基因表达,从而批量鉴定影响结直肠癌细胞增殖能力的功能基因。对最显著影响结直肠癌细胞增殖表型的ATF1基因在结直肠癌中进行功能表征。结合CRISPR基因依赖性数据验证RNA干扰实验结果。利用公共数据库结直肠癌组织与癌旁正常组织的基因表达数据分析ATF1基因的差异表达情况。利用收集的81对结直肠癌配对组织样本进行实时荧光定量聚合酶链反应实验（quantitative Real-time Polymerase Chain Reaction,q RT-PCR）以验证ATF1基因的差异表达情况。在人结直肠癌细胞系中进行染色质免疫共沉淀测序实验（Chromatin Immunoprecipitation followed by sequencing,Ch IP-seq）,利用CRISPR/Cas9基因编辑技术构建敲除ATF1基因前后的人结直肠癌细胞系分别进行高通量转录组测序（RNA-sequencing,RNA-seq）以识别转录因子ATF1转录调控的下游靶基因以及遗传变异。针对转录因子ATF1下游靶基因进行基因通路富集分析。针对调控型遗传变异,利用表达数量性状位点分析（Expression Quantification Trait Loci,e QTL）与组蛋白修饰数据,筛选遗传变异并解析其潜在的调控功能。针对目的位点开展多个人群的病例对照研究以及目的位点及靶基因的功能验证。中国人群两阶段的病例对照研究样本分别招募于北京地区（1 713例结直肠癌病例和1 715例对照）和武汉地区（4 418例结直肠癌病例和8 307例对照）。欧洲人群样本数据申请自db GAP数据库,包含17 789例结直肠癌病例和19 951例对照。通过荧光素酶报告基因实验、凝胶电泳阻滞实验、Ch IP-q PCR实验和染色质构象捕获实验探索目的位点的功能机制,以及运用细胞增殖实验、克隆形成实验和蛋白质免疫印迹实验表征靶基因功能。结果:本研究在15个东亚人群中结直肠癌易感区域中通过精细定位筛选出157个蛋白编码基因作为候选功能基因。通过高通量RNA干扰实验,从候选基因集中鉴定出结直肠癌细胞增殖依赖型基因,其中沉默ATF1基因对结直肠癌细胞增殖的影响最为显著。结合基于公共数据中结直肠癌组织与癌旁组织的差异表达分析及利用81对结直肠癌患者配对组织样本的实时荧光定量PCR实验结果提示ATF1基因在结直肠癌中表达上调,起到促进结直肠癌发生发展的关键作用。在经CRISPR/Cas9基因编辑技术构建敲除ATF1基因前后的人结直肠癌细胞中分别进行RNA-seq实验。通过比较敲除ATF1基因前后基因表达差异,共鉴定出358个受转录因子ATF1调控的基因,包括322个蛋白编码基因和36个非编码RNA。人结直肠癌细胞Ch IP-seq实验识别出转录因子ATF1在全基因组范围内共存在15 029个结合区域。整合上述实验结果共得到250个位于转录因子ATF1结合区域内的下游靶基因。基因通路富集分析显示转录因子ATF1参与调控以Wnt通路为首的多种癌症信号通路。e QTL分析鉴定出28个受调控的靶基因和214个转录因子ATF1调控型遗传变异。在Wnt通路中最显著e QTL位点rs7017386等位基因差异性调控基因PVT1与CCAT1表达水平,并且该位点所在区域表现出潜在增强子活性特征。中国人群两阶段病例对照研究显示rs7017386 C＞T变异使结直肠癌致病风险显著上升(OR=1.16,95%CI=1.10-1.22,P=1.02×10-8)。欧洲人群病例对照研究结果与中国人群结果一致（OR=1.04,95%CI=1.01-1.07,P=0.024）。针对该位点的生物学机制进行一系列功能实验,报告基因实验显示rs7017386 C＞T突变显著增强相对荧光素酶活性,提示该位点片段具有增强子活性。凝胶电泳阻滞实验、Ch IP-q PCR实验与染色体构象捕获实验显示rs7017386通过与转录因子ATF1等位基因特异性结合,介导远程染色质交互作用,从而调控基因PVT1和CCAT1表达。细胞增殖实验、克隆形成实验与Western blot蛋白免疫印迹实验表明基因PVT1和CCAT1协同促进Wnt通路c-Myc蛋白累积,使人结直肠癌细胞增殖加快,从而促进结直肠癌发生发展。结论:通过高通量RNA干扰技术系统鉴定出东亚人群中结直肠癌易感区域内影响结直肠癌细胞增殖的功能基因。通过组织差异表达分析验证ATF1基因在结直肠癌中的促癌作用。进一步,整合高通量基因组、转录组测序实验,阐明了转录因子ATF1下游调控元件与信号通路。结合病例对照研究及功能学实验,发现转录因子ATF1调控型遗传变异rs7017386 C＞T突变通过增强与转录因子ATF1结合能力,促进其所在片段与基因PVT1和CCAT1的染色质远程交互,继而提高基因PVT1、CCAT1的表达水平,激活Wnt信号通路,从而促进结直肠癌发生发展。这些发现丰富了结直肠癌遗传易感性的功能机制,加深了对结直肠癌病因的理解,为结直肠癌的个体化预防提供了科学依据。