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血管生成素(Angiogenin, ANG;亦称RNase A family 5)可以特异性地定位于血管内皮细胞及一些肿瘤细胞的细胞核,在血管新生和肿瘤发生中起重要作用,但其具体的作用机制尚未完全明了。microRNA是一类非编码小RNA,通过在转录后水平对基因表达的调控而影响生物学过程,包括血管生成及肿瘤形成等,但目前并不了解其与ANG的关系。为此,本论文从直接受ANG调控的microRNAs和直接靶向调控ANG的microRNAs两个方面研究了ANG特异的microRNAs及其生物学功能。为探索受ANG影响和调控的microRNAs,本论文首先利用microRNA芯片筛选的方法,在血管内皮细胞中鉴定受ANG刺激后表达发生改变的microRNAs。通过筛选,共得到了26个在ANG刺激前后发生差异表达的microRNAs,包括17个上调和9个下调的microRNAs.生物信息学分析显示,这些microRNAs参与多种生物学过程,包括肿瘤发生和转移、血管生成、神经发育、细胞凋亡等。利用数据库MicroCosm,初步预测了这些microRNAs的靶基因。另一方面,本论文利用ChIP-on-Chip方法探索了ANG与microRNAs启动子区的结合情况,发现有121个microRNAs启动子区可能与ANG结合,其中有9个启动子控制的microRNAs与上述利用microRNA芯片筛选得到的受ANG直接调控的microRNAs相同,包括8个上调和1个下调的microRNAs。在此基础上,利用ChIP-QPCR的方法对所得到的部分microRNA启动子区做进一步验证,发现miR-149、miR-17、miR-378和miR-641等确实受ANG的调控,说明ANG具有转录因子的活性,可以通过结合microRNAs的启动子区而对其表达水平进行调控。ANG是一个在血管内皮细胞和肿瘤细胞中高表达的蛋白质,本身也可能受到microRNAs的靶向调控。为此,本论文首先通过生物信息学方法预测得到8个可能靶向结合到ANG基因3’UTR的microRNAs,然后分析了它们对ANG mRNA和蛋白质表达水平的影响,发现miR-1208、miR-196b、miR-296、miR-409、miR-570和miR-641共六个microRNAs确实可以调节ANG的表达,并对靶细胞的增殖、迁移、粘附和管腔形成均有一定影响。在此基础上,本论文着重对miR-409进行了较深入的研究,发现miR-409不仅可以抑制内皮细胞的管腔形成和细胞增殖,也可以抑制肿瘤细胞HT1080的增殖及血管拟态；小鼠移植瘤实验也证明了miR-409可以抑制肿瘤的生长、血管生成和转移。进一步,本论文在结肠癌病人的组织中发现miR-409的表达较相应癌旁组织的表达下降,并且miR-409的表达与肿瘤的转移密切相关。以上结果说明ANG本身可以受多种microRNAs的调控,其中miR-409可以直接靶向下调ANG的表达,影响ANG在血管生成及肿瘤发生、发展中的作用。综合上述两部分的研究结果,说明ANG不仅可以调控microRNAs的表达,而且其本身也同时被多种microRNAs所调控。通过这些microRNAs组成的调控网络,一方面决定了细胞中ANG的表达水平,另一方面也放大了ANG对细胞行为的影响,从而实现其对血管生成和肿瘤发生的促进作用。