前列腺癌是男性泌尿系统最常见的恶性肿瘤之一,也是导致男性癌症死亡的第二大原因[1]。虽然传统上病理活检是诊断肿瘤的金标准,但是由于它是一个侵入性的操作,存在应用上的局限性。其次,尽管存在低特异性的相关问题,PSA仍是目前前列腺癌筛查最常见的指标;另一方面,PSA筛查会导致惰性前列腺癌的过度诊断和过度治疗[2,3]。因此,迫切需要具有高灵敏度及高特异性的非侵入性早期诊断前列腺癌的新型生物标志物。Exosomes是由各种哺乳动物分泌的直径大约30-100 nm的膜囊泡细胞,它广泛存在于血液、尿液、唾液、精液等各种体液,其包含特异性的蛋白质、m RNA和mi RNA。大量研究证实,mi RNA通过exosome在各种肿瘤细胞之间进行信息传递,其表达水平的变化可以反映机体某一方面的生理病理状态,同时也反映它们的细胞起源[4],因此,包裹在尿液外泌体中的mi RNA能成为许多癌症非侵入性的新的分子标志物,可能是前列腺癌有效的诊断标志物。基于此,为了探索尿液外泌体mi RNAs对前列腺癌的诊断价值,我们进行了以下两部分研究:第一部分尿液外泌体mi RNAs对前列腺癌的诊断价值目的:探讨尿液外泌体mi RNA在前列腺癌中的临床应用价值。方法:采用二代深度测序技术分析6例前列腺癌患者(3例局限性前列腺癌和3例转移性前列腺癌患者)和3例健康对照人群的尿液外泌体mi RNAs表达谱,筛选差异表达的外泌体mi RNAs并应用q RT-PCR验证47例前列腺癌患者和25例健康对照人群目的外泌体mi RNAs的表达水平,同时检测29例前列腺增生患者目的外泌体mi RNAs的表达水平。结果:1、经二代测序发现,在前列腺癌组和健康对照组之间共有31个显著差异表达的外泌体mi RNAs(p<0.05),在局限性前列腺癌组与转移性前列腺癌组之间共有7个显著差异表达外泌体mi RNAs(p<0.05)。选取了在健康对照组与前列腺癌组之间、局限性前列腺癌组与转移性前列腺癌组之间均有表达差异的外泌体mi RNAs进行下一步的临床验证,包括mi R-375、mi R-16-2-3p、mi R-451a、mi R-486-5p和mi R-486-3p。2、qRT-PCR结果表明,与健康人群相比,mi R-375在前列腺癌患者中低表达(p<0.05);mi R-451a、mi R-486-3p和mi R-486-5p在前列腺癌患者中高表达(p<0.05);而mi R-16-2-3p在健康人群和前列腺癌患者中无明显差异,差异无统计学差异(p>0.05)。外泌体mi R-375的表达水平与患者的临床分期、转移相关,与患者的年龄、Gleason评分及血清PSA水平均相关性不强;而外泌体mi R-451a、mi R-486-3p和mi R-486-5p的表达水平与患者的年龄、Gleason评分、临床分期、转移及血清PSA水平均相关性不强。ROC曲线显示外泌体mi R-375、mi R-451a、mi R-486-3p和mi R-486-5p都能较好地区分前列腺癌患者与健康对照人群,曲线下面积分别为0.788,0757,0.704,0.796(p<0.05)。3、与前列腺增生患者相比,mi R-375在前列腺癌患者中低表达(p<0.05);mi R-451a在前列腺癌患者中高表达(p<0.05);mi R-486-3p和mi R-486-5p在前列腺癌患者和前列腺增生患者均无明显差异,差异无统计学差异(p>0.05)。ROC曲线显示外泌体mi R-375+mi R-451a能较好区分前列腺癌患者和前列腺增生患者,其AUC为0.726(p<0.05)。4、与局限性前列腺癌患者相比,mi R-375在转移性前列腺癌患者中低表达(p<0.05);mi R-451a、mi R-486-3p和mi R-486-5p在局限性前列腺癌患者和转移性前列腺癌患者中均无明显差异,差异无统计学差异(p>0.05)。ROC曲线显示,与PSA相比,外泌体mi R-375能更好区分局限性前列腺癌患者和转移性前列腺癌患者,其AUC分别为0.806,0.624。结论:本研究表明尿液外泌体mi R-375、mi R-451a、mi R-486-3p和mi R-486-5p有望作为前列腺癌非侵入性的分子诊断标志物区分前列腺癌和健康人群;外泌体mi R-375和mi R-451a有望作为前列腺癌非侵入性的分子诊断标志物区分前列腺癌和前列腺增生患者;外泌体mi R-375有望作为前列腺癌非侵入性的分子诊断标志物区分局限性前列腺癌和转移性前列腺癌。第二部分预测前列腺癌差异表达的miRNAs的靶基因和生物信息学的分析目的:预测前列腺癌差异表达的mi RNAs的靶基因并进行相关的生物信息学分析,探索mi R-375、mi R-451a、mi R-486-5p和mi R-486-3p在前列腺癌发生发展中的潜在发病机制。方法:通过生物信息学预测前列腺癌差异表达mi RNAs的靶基因,并对其靶基因进行功能富集分析和KEGG通路分析。结果:1、Has-mi R-375预测的候选靶基因有381个,has-mi R-451a预测的候选靶基因有103个,has-mi R-486-3p预测的候选靶基因有828个,has-mi R-486-5p预测的候选靶基因有404个。2、靶基因功能主要富集于激酶活性、蛋白激酶活性、转录因子结合的转录因子活性、磷酸转移酶活性及染色质结合等分子功能;氮化合物代谢过程中的负调控、细胞代谢过程中的负调控、细胞分化调控及RNA聚合酶II启动子的转录调控等生物过程;以及高尔基体部分、神经元部分、神经元投射及细胞质的核周区等细胞组分。信号转导通路主要富集于轴突导向、甲状腺激素信号通路、Notch信号通路、Hippo信号通路、Fox O信号通路等信号传导通路以及非小细胞性肺癌、神经胶质瘤、黑色素瘤、前列腺癌等疾病信号通路中。结论:生物信息学的结果表明,mi R-375、miR-451a、mi R-486-3p和mi R-486-5p可能通过调控PDGFRB、FOXO1、PDK1、CCND1、PDGFC、TCF7L1、IGF1R、CREB3L2、PIK3R1、IGF1、PIK3R2、E2F2、E2F3、E2F1、MAPK3、FGFR1、RELA、BCL2在前列腺癌的发生发展中发挥重要作用。