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结直肠癌（colorectal carcinoma，CRC）是全球范围内常见的恶性肿瘤之一，每年新增约200万CRC患者，每年因CRC死亡人数超过123万，已经严重地威胁着人类的健康。中国亦是CRC高发国家，CRC年发病率和死亡率分别居世界第三位和第五位，并且多年来其发病率及死亡率居高不下。早期CRC预后良好，但近2/3确诊的CRC患者已发生转移，其预后没有得到实质性改善，CRC的临床诊断和治疗仍然非常棘手。尽管在西方国家中CRC发病率和死亡率有降低的趋势，但中国人群相比其他人群仍然具有较高的CRC发病率和死亡率。无论是高绝对数患者或是高死亡率都使CRC毫无疑问地成为中国公共卫生的主要问题。因此，广泛、深入研究CRC发病的分子机制，寻求CRC的分子分型、早期诊断特异性标记物以及特异性治疗靶点是有效防治CRC，改善其预后的关键。 在人类基因组中，除了大量编码蛋白的基因外，还存在着很多非编码的转录本，包括微小RNA（microRNA，miRNA）和长链非编码RNA（long non-coding RNA，lncRNA）。miRNA是一类进化保守，大小在18-25个核苷酸的内源性具有调控功能的非编码RNA，主要通过降解和翻译抑制来完成对靶基因的负调控。由于miRNA序列、结构、丰度和表达方式的多样性，使其在真核生物基因表达调控中有着广泛的作用，可参与细胞增殖、分化、凋亡和肿瘤发生等各种生物学过程，因此其异常表达水平可能与肿瘤等众多疾病密切相关。几乎所有肿瘤类型都展现出特异的miRNA表达模式。在不同的肿瘤中，miRNA发挥着癌基因或抑癌基因的功能，在肿瘤的发生、发展和转移中起着极其重要的作用。具有致癌或抑癌作用的miRNA参与了包括肝癌、肺癌、乳腺癌、CRC在内的多种肿瘤的发生、发展，并影响着肿瘤患者的治疗应答和预后等。因此，miRNA作为肿瘤发生与发展中重要的影响因子，很可能成为肿瘤基因诊断与治疗的新的突破口。lncRNA是一类转录本长度超过200个核苷酸的长链非编码RNA。lncRNA起初被认为是基因组转录的“噪音”，不具有生物学功能，但近年来研究发现lncRNA在生物学过程和疾病中具有重要功能。lncRNA主要在表观遗传调控、转录调控以及转录后调控等多种层面上调控基因的表达水平。lncRNA的异常表达导致其下游基因表达水平也发生改变，进而促进了包括癌症在内各种疾病的发生、发展。目前仅有少数的lncRNA功能明确，大部分的lncRNA功能仍不清楚。基因表达谱分析对于了解非编码RNA在肿瘤组织和正常组织中的功能差异具有重要作用，并且有极大潜力用于开发除组织病理诊断外的疾病分类及预测标记物。 本研究的第一部分对miR-9-1、miR-203-3p、miR-221-3p、miR-342-3p、miR-491-5p和miR-503-5p共6个候选miRNA的表达水平在90例结肠癌及其配对的癌旁正常组织中进行检测，并分析它们表达水平与结肠癌患者临床病理因素相关性和对患者预后的影响。结果发现miR-9-1表达水平在结肠癌与癌旁组织中无显著差异，而miR-203-3p、miR-221-3p、miR-342-3p、miR-491-5p和miR-503-5p共5个miRNA在结肠癌组织中表达显著升高（P均＜0.05）。结合临床资料分析发现，miR-503-5p表达水平与肿瘤大小成正相关（P=0.017），其在肿瘤最长径≥6cm组中的表达水平显著高于最长径＜6cm组（P=0.031）。另外，miR-203-3p(P=0.019)和miR-491-5p(P=0.049)在≥70岁结肠癌患者组中的表达水平明显高于<70岁结肠癌患者组。卡方分析显示，miR-203-3p表达水平与结肠癌分化程度显著相关（P=0.016），未发现其它miRNA表达水平与临床病理因素存在相关性。生存分析显示miR-221-3p(HR=2.41695%CI∶1.314-4.445P=0.005)、miR-342-3p(HR=1.80795%CI∶1.003-3.253P=0.049)和miR-491-5p(HR=1.86895%CI∶1.032-3.384P=0.039)的表达水平与总生存时间相关。将miR-221-3p、miR-342-3p和miR-491-5p表达水平进行联合分析，结果显示miR-221-3p、miR-342-3p和miR-491-5p表达水平具有协同作用，3个基因均为高表达的患者预后最差（校正HR=2.100，95%CI∶1.157-3.813，P=0.015）。另外，进一步对90例结肠癌患者进行分层分析，结果发现miR-221-3p(HR=2.79695%CI∶1.157-6.760P=0.022)、miR-342-3p(HR=2.92995%CI∶1.180-7.266P=0.02)和miR-491-5p(HR=2.83695%CI∶1.143-7.038P=0.025)表达水平主要与TNM I和II期的结肠癌患者预后相关。以上研究结果表明，miR-221-3p、miR-342-3p和miR-491-5p对结肠癌的预后可能具有重要的调控作用，是结肠癌潜在的预后标志物。 本研究的第二部分利用安捷伦的人lncRNA芯片，对6例结肠癌及其配对的癌旁正常组织的lncRNA表达谱进行了分析。结果发现差异表达的mRNA共2597个，其中上调的mRNA有1239个，下调的mRNA有1358个；差异表达的lncRNA共3349个，其中上调的lncRNA有1841个，下调的lncRNA有1508个。上调表达最显著的lncRNA为RNF43，下调表达差异最显著的lncRNA为DES。通过生物信息学分析，并对差异表达的lncRNA进行功能预测，使用基因功能GO分析及KEGG代谢通路分析等研究揭示了结肠癌肿瘤的发生与细胞周期、有丝分裂等细胞功能密切相关，与细胞周期、p53信号通路、DNA复制等通路显著性相关。 最后，研究第三部分用荧光定量PCR对80例结肠癌及其配对的癌旁组织、30例健康人血浆和20例结肠癌患者术前及其配对的术后血浆lncRNA UCA1表达水平进行了检测，并分析UCA1表达量与临床病理因素和预后的关系和探讨血浆UCA1在结肠癌中的诊断价值。研究发现，UCA1表达水平在结肠癌组织中显著上调，特别是分期较晚和淋巴结转移的结肠癌（P均＜0.05）。结肠癌组织UCA1高表达与淋巴结转移、侵袭性和较晚的TNM分期密切相关（P均＜0.05）。生存分析显示，结肠癌组织UCA1高表达患者的生存期较低表达者显著降低（校正HR=2.002，95%CI1.007-3.981，P=0.048）。另外，结肠癌患者血浆UCA1较健康人显著升高（P=0.016），并且术后血浆UCA1较术前显著降低（P=0.042）。推断UCA1组织表达水平与结肠癌预后相关，并且血浆UCA1可能是结肠癌早期诊断和病情监测的标志物。 总之，本研究利用实时荧光定量PCR、基因芯片等核酸检测手段对结肠癌及癌旁组织进行了miRNA和lncRNA的基因表达研究，筛选与结肠癌发生、发展、预后相关的miRNA及lncRNA。一方面为进一步理解结直肠癌的分子机制及信号通路提供了新视角，另一方面为结肠癌诊断和预后预测提供新的生物标志物，为结肠癌的诊断及靶向治疗提供新的研究靶点。