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背景和目的:在肺癌患者化疗期间,获得性耐药的发生似乎已是普遍现象,这为治疗方案的实施带来极大的阻碍。近年RNA领域的相关研究逐渐成为热点,其中环状RNA(circular RNA,简称circRNA)是最近得到认证的一类特殊的RNA分子,它们作为miRNA海绵参与多种病理生理学过程。本文旨在探讨紫杉醇耐药相关circRNA可能涉及的分子基础及信号通路。方法:1.选取肺腺癌细胞亲本株A549及通过紫杉醇诱导产生的耐药细胞株A549/Taxol,以倒置光学显微镜高倍镜下观察两种细胞株外观形态的差别。通过CCK-8(Cell Counting Kit-8)实验分别检测在不同浓度紫杉醇的作用下两种细胞株的增殖活性,使用酶标仪在450nm处检测两组中各孔的OD值,然后利用SPSS软件计算并比较两者IC50(导致50%细胞活性降低的药物浓度)的差异,以验证A549/Taxol的耐药性。2.利用高通量circRNA基因芯片比较耐药株和亲本株内circRNA的表达谱,并找出显著差异表达的circRNA。3.利用以miRanda数据库为基础的miRNA预测软件,根据序列互补配对,预测与差异表达的circRNA相关的miRNA,以DIANA-mi RPath调查miRNA的相关通路及靶基因,并以Cytoscape软件构建circRNA-miRNA相互作用网络。4.利用基因本体论(Gene ontology,GO)分析和通路分析预测差异表达的circRNA的来源基因具有的生物学功能及参与的信号通路。结果:1.耐药性验证:与A549相比,A549/Taxol的形状较为细长,细胞间粘附减少。根据OD值计算,A549/Taxol的IC50较高,大约是A549的73倍。2.表达差异:基因芯片共检测大约8.8万条circRNA,按照倍数改变(fold change,FC)大于2.0且p值小于或等于0.05的原则,结果显示在两种细胞株中有11281条显著差异表达的circRNA,其中包括2909条显著上调circRNA和8372显著下调circRNA。3.miRNA预测:大多数差异表达的circRNA通过miRNA反应元件(mi RNA response element,MRE)与miRNA的种子序列(seed sequence)互补结合,其中包括已有文献报道在癌症中参与紫杉醇耐药的miRNA,例如miR-141-5p和miR-34c-5p等,在DIANA-miRPath数据库中,miR-141-5p参与细胞周期通路,miR-34c-5p参与凋亡和焦点粘连通路,这些通路均与紫杉醇耐药相关。然而结果中有一小部分circRNA未发现有相关miRNA的结合,本篇仅构建根据FC排序,差异表达显著的circRNA与相应miRNA相互作用的网络图。4.功能预测:GO分析表明差异表达的circRNA的来源基因多参与细胞周期、细胞代谢、细胞粘附等与细胞增殖和迁移相关的生物学过程,通路分析预测差异表达的circRNA的来源基因参与化疗耐药包括紫杉醇耐药相关的信号通路,例如整联蛋白信号通路、黏着连接、ErbB信号通路等。结论:非小细胞肺癌紫杉醇耐药细胞株A549/Taxol被证实确有耐药性,外观形态因其耐药特性而呈EMT(epithelial-mesenchymal transition,上皮-间充质转变)样改变,有利于耐药细胞的迁移和侵袭。本文研究紫杉醇耐药的NSCLC中大量circRNA差异表达谱及其在耐药中所发挥的值得关注的重要作用,表明circRNA可能促进化疗耐药的发生发展。所以,circRNA将来在临床应用中可能成为有效的诊断标志和治疗靶点。