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乳腺癌的发病与死亡比例位居女性恶性肿瘤首位,严重威胁女性生活与健康。随着科技与医疗技术的不断发展与进步,新的临床诊断方法、治疗方案与抗癌新药使乳腺癌患者获益。然而化疗药物与内分泌药物的长期广泛使用导致肿瘤获得性耐药发生的比例逐年递增,患者内分泌治疗或者化疗效用折减甚至失败。肿瘤患者可通过不同的途径产生多药耐药,成为临床乳腺癌诊疗的难题。筛选多药耐药相关的分子标记物、探索多药耐药产生的机制是逆转乳腺癌多药耐药的关键。基于上述背景,本研究以探究乳腺癌他莫昔芬（Tamoxifen,TAM）和紫杉醇（Paclitaxel,PTX）获得性耐药机制为研究目标,通过分析TCGA（The Cancer Genome Atlas）数据库中乳腺癌样本的临床用药和转录组信息,结合基因组学测序平台分析体外耐药细胞模型与出发细胞株的转录本信息,筛选潜在的乳腺癌多药耐药相关分子标记物。通过体外细胞实验构建耐药相关分子基因敲减或过表达的细胞株,验证相关分子标记物差异表达对乳腺癌多药耐药产生的影响,进一步探索多药耐药产生的机制,为乳腺癌耐药诊断和新药研发提供分子靶点,为提高抗癌药物治疗效果,改善乳腺癌治疗预后提供新思路。本论文以人乳腺癌细胞系MCF-7为出发细胞,采用高浓度冲击法和CCK-8法诱导筛选多药耐药细胞系TAMR/MCF-7,为后续研究提供细胞模型。通过高通量测序检测并分析获得耐药细胞与非耐药细胞的差异表达基因（differentially expressed genes,DEGs）,通过GO、COG和KEGG等数据库注释DEGs功能和其所富集的信号通路;并进一步结合TCGA数据库中乳腺癌样本的临床诊疗信息和RNA-seq数据,通过比较细胞系转录组测序DEGs数据集合和TCGA数据库中临床样本DEGs数据集合,系统分析并筛选潜在的耐药相关分子标记物。利用蛋白质相互作用网络（Protein-Protein Interaction,PPI）研究DEGs与雌激素受体（estrogen receptor,ER）信号通路的相互作用、分析DEGs与患者无病生存率（DFS）的关系;借助慢病毒质粒或si RNA转染策略,通过q RT-PCR和Western blot检测目的基因在不同细胞株的表达水平;采用CCK-8法和Annexin V-FITC/PI双染色法检测不同细胞株对TAM和PTX的药物敏感性变化;构建裸鼠移植瘤模型,利用生物活体成像技术检测移植瘤药物敏感性,探索候选耐药相关分子差异表达诱导多药耐药产生的分子机制。最后基于系统药理学数据库,建立蛋白互作网络,识别癌症相关的活性连接模块（ALMs）,筛选潜在的抗癌天然产物,通过临床试验数据库以及体外实验验证天然产物的抗肿瘤活性。研究结果表明:多药耐药细胞株TAMR/MCF-7对TAM和PTX的耐药指数显著上升。细胞系转录组测序获得TAMR/MCF-7转录本中有3276个DEGs,其中1449个上调,1827个下调。通过GO、COG和KEGG等数据库功能注释和通路富集分析,筛选出42个潜在的关键节点基因,广泛参与调节细胞增殖和存活、运动和迁移以及肿瘤细胞侵袭等生物过程。TCGA数据分析表明,在人乳腺癌临床进展疾病（progressive disease,PD）样本和完全缓解（complete respons,CR）样本间共获得89个DEGs,log2FC（Fold Change）>1,FDR（False Discovery Rate）<0.01,进一步对比分析获得耐药细胞和TCGA临床样本中20例共有DEGs,其中GFRA3（GDNF family receptor alpha 3）,NPY1R（neuropeptide Y receptor Y1）,PTPRN2（protein tyrosine phosphatase receptor type N2）和GABRP（gamma-aminobutyric acid type A receptor subunit pi）与ER相关通路介导的TAM耐药密切相关,NPY1R高表达的患者生存率显著高于低表达的患者。体外细胞实验表明,NPY1R和TMEM47（transmembrane protein 47）差异表达与MCF-7细胞药物敏感性密切相关。下调NPY1R或上调TMEM47促进MCF-7细胞活力与增殖,显著降低药物诱导下MCF-7细胞的凋亡率;在耐药细胞TAMR/MCF-7中下调TMEM47表达可恢复细胞对TAM和PTX的敏感性。NPY1R能够负调控c AMP的活性,通过NPY1R-c AMP-PKA轴调控CREB（c AMP responsive element binding protein）和p-CREB表达;TMEM47通过调控TP53（tumor protein p53）和FYN（FYN proto-oncogene,Src family tyrosine kinase）的表达,进一步调节ERK和AKT途径影响细胞增殖与凋亡。裸鼠移植瘤实验结果表明,下调NPY1R或上调TMEM47的移植瘤介导ERK和AKT途径,促进肿瘤增殖,诱导产生TAM和PTX多药耐药。通过对基于PPI网络的ALMs模块分析,预测出12种候选天然产物;体外实验证实菲西汀能够显著抑制MCF-7和T47D细胞活力,促进细胞凋亡（P<0.01）,且协同TAM和PTX一定程度上恢复耐药细胞TAMR/MCF-7的药物敏感性。本研究从体内外水平证实NPY1R和TMEM47在乳腺癌耐药细胞株、乳腺癌PD患者中表达差异显著,可通过介导ERK和AKT途径调节细胞增殖和凋亡,诱导多药耐药。研究结果预示NPY1R和TMEM47可能成为乳腺癌治疗的预后标志物。菲西汀和黄体酮对乳腺癌细胞有显著体外抑制作用,可协同TAM和PTX恢复耐药细胞TAMR/MCF-7药物敏感性,有望在乳腺癌治疗中发挥辅助疗效。