Abstract MicroRNAs (miRNA) are small noncoding RNAs commonly deregulated in cancer. The miR‐200 family (miR‐200a, ‐200b, ‐200c, ‐141 and ‐429) and miR‐205 are frequently silenced in advanced cancer and have been implicated in epithelial to mesenchymal transition (EMT) and tumor invasion by targeting the transcriptional repressors of E‐cadherin, ZEB1 and ZEB2 . ZEB1 is also known to repress miR‐200c‐141 transcription in a negative feedback loop, but otherwise little is known about the transcriptional regulation of the miR‐200 family and miR‐205. Recently, miR‐200 silencing was also reported in cancer stem cells, implying that miR‐200 deregulation is a key event in multiple levels of tumor biology. However, what prevents miR‐200 expression remains largely unanswered. Here we report concerted transcriptional regulation of the miR‐200 and miR‐205 loci in bladder tumors and bladder cell lines. Using a combination of miRNA expression arrays, qPCR assays and mass spectrometry DNA methylation analyses, we show that the miR‐200 and miR‐205 loci are specifically silenced and gain promoter hypermethylation and repressive chromatin marks in muscle invasive bladder tumors and undifferentiated bladder cell lines. Moreover, we report that miR‐200c expression is significantly correlated with early stage T1 bladder tumor progression, and propose miR‐200 and miR‐205 silencing and DNA hypermethylation as possible prognostic markers in bladder cancer. In addition, we observe that the mesoderm transcription factor TWIST1 and miR‐200 expression are inversely correlated in bladder tumor samples and cell lines. TWIST1 associates directly with the miR‐200 and miR‐205 promoters, and may act as a repressor of miR‐200 and miR‐205 expression.

microRNAs (miRNA) are involved in cancer development and progression, acting as tumor suppressors or oncogenes. Here, we profiled the expression of 290 unique human miRNAs in 11 normal and 106 bladder tumor samples using spotted locked nucleic acid-based oligonucleotide microarrays. We identified several differentially expressed miRNAs between normal urothelium and cancer and between the different disease stages. miR-145 was found to be the most down-regulated in cancer compared with normal, and miR-21 was the most up-regulated in cancer. Furthermore, we identified miRNAs that significantly correlated to the presence of concomitant carcinoma in situ. We identified several miRNAs with prognostic potential for predicting disease progression (e.g., miR-129, miR-133b, and miR-518c*). We localized the expression of miR-145, miR-21, and miR-129 to urothelium by in situ hybridization. We then focused on miR-129 that exerted significant growth inhibition and induced cell death upon transfection with a miR-129 precursor in bladder carcinoma cell lines T24 and SW780 cells. Microarray analysis of T24 cells after transfection showed significant miR-129 target down-regulation (P = 0.0002) and pathway analysis indicated that targets were involved in cell death processes. By analyzing gene expression data from clinical tumor samples, we identified significant expression changes of target mRNA molecules related to the miRNA expression. Using luciferase assays, we documented a direct link between miR-129 and the two putative targets GALNT1 and SOX4. The findings reported here indicate that several miRNAs are differentially regulated in bladder cancer and may form a basis for clinical development of new biomarkers for bladder cancer.