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在中国,肺癌的预后较差,生存率较低,是最严重的癌症之一。而DNA甲基化作为一种重要的表观遗传修饰,被发现在包括肺癌在内的大多数癌症中均是处于异常的状态,比如重复序列的低甲基化和抑癌基因启动子区的高甲基化。在近年的研究中,肿瘤特异的DNA甲基化谱式异常被认为是DNMT1,DNMT3A, DNMT3B和UHRF1的异常高表达所导致的,而且在本研究的数据分析以及肿瘤细胞系和肺癌临床样本的检测中,我们也确实验证了UHRF1/DNMTs在肿瘤中的异常高表达。但现在对于UHRF1/DNMTs在肿瘤中异常高表达的原因还不是非常的清楚。作为一个重要的调控因子,microRNA可能参与了对UHRF1/DNMTs的调控。因此,我们希望能够找到与UHRF1/DNMTs在大多数肿瘤中高表达相关的miRNAs。首先,通过miRNA靶基因预测数据库,我们筛选出预测到的靶向UHRF1/DNMTs的miRNAs,进而通过分析从数据库下载的这些miRNAs在肿瘤中的表达情况,我们筛选出在大多数肿瘤中均是低表达的miRNAs。随后,结合初步的miRNA mimics转染实验和我们检测的这些miRNAs在细胞系和临床样本中的表达情况,我们筛选到了一个肿瘤抑制因子miR-145来进行下一步的实验。经过转染实验,我们发现miR-145能够同时在蛋白水平和mRNA水平抑制UHRF1和DNMT1的表达,而且是通过直接靶向UHRF1的3’-UTR来抑制其表达的。此外,我们发现miR-145能够通过将细胞限制在细胞周期的G1期来抑制细胞的增殖,而且过表达miR-145还能够使A549细胞的整体DNA甲基化水平下降2.8%,同时也降低了除增强子外的大部分基因组元件的DNA甲基化水平。另外,一些抑癌基因(如CDH13, DLC1,RASSF1和CDH1)的启动子区的DNA甲基化水平也会受miR-145的影响而分别有一定程度的下降。有趣的是,我们还发现重复序列LINE1和HERV-K的DNA甲基化水平在miR-145处理后的A549细胞中分别上升了7.9%和7.1%。这些都说明了miR-145能够使肿瘤特异的DNA甲基化谱式得到一定程度的逆转。同时,通过检测细胞系和肺癌临床样本,我们还发现miR-145本身上游启动子区miR-145-promoter及其与miR-143共有的启动子区miR-143/145-promoter在肿瘤细胞中与在正常细胞中相比是处于高甲基化状态的,而且两者的DNA甲基化水平与miR-145的表达有明显的负相关性,其中miR-143/145-promoter更为明显。通过在A549中敲低UHRF1,我们发现UHRF1能够通过影响这两个miR-145启动子区域的DNA甲基化来调控miR-145本身的表达,而且我们发现稳定过表达miR-145的A549细胞中的内源miR-143/145-promoter的DNA甲基化水平明显下降了16.3%,而miR-145-promoter基本没有变化。综上所述,本研究表明miR-145与UHRF1和DNA甲基化之间形成了调控环路,而且它们相互间的调控平衡的异常可能导致了UHRF1的高表达以及肿瘤的发生。