MicroRNAs（miRNAs）是一类进化上高度保守的单链RNA，通常长度在22nt左右。它们由基因组DNA编码，在RNA聚合酶II的作用下转录成为pri-pre-microRNA，通过一系列酶切之后形成成熟的microRNA，与RNA诱导的沉默复合体（RNA-induced silencing complex, RICS）结合于靶mRNA的3'-UTR区域，阻遏翻译甚至直接降解mRNA，抑制基因表达。目前，已经有超过1000种人类miRNA被发现。miRNAs影响多种病理、生理过程，例如细胞发育、分化、干细胞功能等。而且，miRNA在肿瘤发生过程当中亦发挥重要作用。不同的肿瘤 miRNA表达谱并不相同，在特定肿瘤细胞中，特定的miRNA上调或下调，进而破坏正常的细胞生命周期。miRNA参与癌细胞免疫逃逸、免于凋亡而无限增殖，肿瘤血管生成、转移等过程。肿瘤相关miRNA的变化可能应用于肿瘤分型、诊断、预后判断、指导用药，疗效监测甚至辅助治疗。
导致肿瘤细胞中miRNA表达谱改变的原因多种多样，首先是染色体的变化。多数肿瘤相关miRNA编码基因定位于染色体上癌症相关基因区域（cancer-associated genomic regions, CAGRs）,这些区域容易发生基因重排、删除、扩增、LHO等。例如，将近50%的慢性B细胞白血病患者位于13q14区的miRNA-15a和-16a基因缺失。另外，基因突变和单核苷酸多态性也可能导致miRNA表达的变化。虽然SNP很少出现在miRNA编码基因中，但一些SNP可能影响pri-pre-miRNA的转录。另外，研究显示， mRNA 3ˊ-UTR的SNP可能产生新的mRNA-miRNA结合位点，影响基因表达。
表观遗传学的改变也会影响miRNA表达，例如在淋巴瘤细胞中miR-34a启动子区甲基化高达75%，这一改变导致TS-miR miR-34a表达水平显著降低。相反，一些oncomiRs的靶mRNA为DNA 甲基转移酶、组蛋白去乙酰化酶等，可能直接导致多种基因调控区的表观改变，影响基因表达。
另一个可能导致肿瘤细胞中miRNA表达变化的因素是缺氧。缺氧是肿瘤微环境中的一个重要特征，而缺氧会影响多种miRNA的表达，例如miR-210，miR-373，miR-24a、miR-26b等。研究显示，miR-210启动子区存在缺氧反应元件，可以结合缺氧诱导因子，促进基因转录。
miRNA表达受到转录因子调控。当肿瘤细胞中相应转录因子发生变化。例如过表达、突变或缺失，则会影响下游miRNA的表达。典型的例子当属两个重要的肿瘤相关基因TP53和Myc，它们分别为重要的抑癌基因和癌基因，调控凋亡等重要的信号通路。而其中一部分作用就是控制促进凋亡的miRNA（例如miR34a，最近报道该miRNA亦靶向调控肿瘤干细胞biomarker CD44表达）或抑制凋亡的miRNA（例如miR-21，该miRNA在多种肿瘤细胞中高表达），后者通过调控相应的靶mRNA，最终促进或抑制细胞凋亡。因此，在肿瘤细胞免于凋亡，无限增值的过程中，miRNA同样作为角色之一，与肿瘤相关的转录因子共同参与其中。
另外，肿瘤细胞中miRNA的变化还可能是一些激素（例如一些妇科肿瘤中的雌激素、男科肿瘤的雄激素等）变化的结果。此外，也有报道显示miRNA表达亦存在转录后调节过程。从pri-pre-miRNA到成熟的miRNA的加工过程中，如果一些抑制因子影响Drosha或Dicer的活性，也会间接影响多种miRNA的表达。
肿瘤发生是一个多基因、多步骤的过程，越来越多的证据显示miRNA在其中的重要角色。肿瘤细胞中特征性miRNA profile对肿瘤细胞的分型、诊断、预后判断甚至治疗等意义重大。
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