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结肠癌(Colorectalcancer，CRC)是人类高发恶性肿瘤，在全球癌症发病率中为第三位，其死亡率居恶性肿瘤死因的第二位，而且其发病率呈上升趋势。然而，结肠癌细胞在长期的治疗过程中经常会发展出对化疗药物的产生的多药耐药性(MDR)，则成为治疗失败导致病人死亡的主要原因之一。寻找和开发有效的逆转结肠癌多药耐药的方法是结肠癌治疗的研究热点之一。MircoRNA(miRNA)是一类具有21-23碱基大小的单链非编码小分子RNA，对于基因表达具有显著的调控作用，目前已有大量的研究表明miRNA在肿瘤的发展中也起到了重要的作用，以这种小分子RNA为靶点的肿瘤治疗研究已受到了广泛的关注。
研究和开发有效的逆转结肠癌多药耐药的miRNA，对于开发新的逆转结肠癌多药耐药药物和治疗方法均具有十分重要的意义。为了寻找具有研究价值的miRNA，从而为miRNA的临床应用提供实验基础，也为进一步的开发研究逆转结肠癌多药耐药的新药提供科学基础，本课题从结肠癌分子细胞药理学的研究领域探索miRNA调解结肠癌多药耐药的效应和机制。首先运用miRNA芯片技术比较并寻找在结肠癌亲本株HCT116及其耐药株HCT116/L-OHP之间具有表达差异的miRNA。结果显示，共有16条miRNA具有显著的表达差异，其中miR-1915具有最大的表达差异，通过生物信息学分析，抗凋亡蛋白Bcl-2是其潜在的靶标蛋白。因此，本研究最先表明miR-1915能够通过抑制Bcl-2进而调解结肠癌多药耐药。Westernblot方法检测结果表达miR-1915可以明显抑制Bcl-2的蛋白表达，通过构建双荧光素酶质粒确定miR-1915是通过结合在Bcl-2的3UTR区域进而抑制Bcl-2的表达。通过MTT法和流式细胞分析方法表明miR-1915不仅仅可以抑制Bcl-2的蛋白表达，同时也可以调节结肠癌对于抗肿瘤药物的敏感性。这些实验表明miRNA可以通过抑制抗凋亡蛋白进而调解结肠癌多药耐药。
本研究中选用的结肠癌耐药株HCT116/L-OHP是通过抗肿瘤药物奥沙利铂(L-OHP)的药物作用刺激诱导的，因此对于铂类药物的耐药性质是最主要的耐药机制。MRP-2是ABC耐药载体蛋白家族中的一员，相比于其他的ABC耐药载体耐药蛋白，其对于铂类药物的运输是主要的区别，因此MRP-2是主要的铂类耐药蛋白，而在芯片结果中表达下降的miR-297即是以MRP-2为潜在靶点的miRNA。因此，本研究其次表明miR-297能够通过抑制MRP-2进而调解结肠癌多药耐药。在本节研究中，通过检测结肠癌病例组织，结果显示miR-297与结肠癌病理分期具有显著联系，随着结肠癌病理分期的上升，miR-297的表达水平逐渐下降。同时，通过分析比较miR-297与MRP-2在结肠癌组织中的表达，表明这两者在结肠癌组织中呈负相关趋势，为后续的分子机制研究提供了实验基础。在分子机制研究中，同样表明miR-297通过结合MRP-2的3UTR区域而抑制MRP-2的蛋白表达，进而调节对于抗肿瘤药物的耐药性。这些实验表明miRNA可以通过抑制ABC耐药载体蛋白进而调解结肠癌多药耐药。
ADAMs（A解聚素和金属蛋白酶）是多域跨膜蛋白。目前有文献表明，在结肠癌通过化疗药物的刺激作用后，ADAM-17的活性增加，人类表皮生长因子受体(HER1/EGFR)配体脱落，导致结肠癌对于化疗药物产生耐受性，然而ADAM-17在耐药结肠癌细胞中的机制尚不明确。因此，本研究在最后一部分首先表明ADAM-17是结肠癌耐药中的新的耐药靶标，并且在芯片结果中表达下降的miR-222能够通过抑制ADAM-17进而调解结肠癌多药耐药。Westernblot和流式细胞术等实验表明ADAM-17在结肠癌耐药株中表达及活性上调，并且通过抑制ADAM-17的表达活性，可以增强结肠癌耐药株的凋亡，逆转多药耐药。在结肠癌组织结果中，miR-222表达量与ADAM-17也是呈负相关性，同时miR-222可以抑制ADAM-17的表达活性，进而逆转结肠癌的多药耐药。这些实验表明miRNA可以通过抑制细胞增殖相关蛋白进而调解结肠癌多药耐药。
本研究分别从体外的细胞和分子水平等几个方面对miRNA逆转结肠癌多药耐药的作用进行了多方面、多角度的研究，揭示了miRNA对于结肠癌中不同的多药耐药机制的调控作用，包括细胞凋亡介导的多药耐药机制（miR-1915与Bcl-2），ABC转运蛋白介导的多药耐药机制（miR-297与MRP-2），细胞增殖介导的多药耐药机制(miR-222与ADAM-17)，因此本研究对于完善miRNA与结肠癌多药耐药的分子机制具有重要的意义，也对结肠癌的临床治疗提供新方法及相应理论积累和技术支持。而且本研究详细阐述了miRNA调节结肠癌多药耐药的分子机制与临床意义，这为探索新的药物靶点，从而开发治疗结肠癌的新药奠定了理论基础。因此，本研究对于开发新的治疗结肠癌药物有广阔的开发前景和潜在的经济价值。此外，本研究也为miRNA在其他肿瘤多药耐药的治疗中提供借鉴的依据。