食管癌是世界10大恶性肿瘤之一，约40%的病例发生在中国。食管癌的病理类型主要是鳞状细胞癌和腺癌。在我国，主要以食管鳞状细胞癌为主，约占病例总数的90%以上。由于发现较晚，缺乏有效的治疗措施，其5年生存率仅为10%左右，居我国恶性肿瘤死亡率的第4位。研究食管癌的病因和发病机理，对其诊断、预防和治疗具有重要意义。食管癌是多因素作用、多阶段发生、多基因参与的复杂疾病。过去的研究表明食管癌的发生是环境—遗传因素相互作用的结果。我们实验室以前的工作发现，在食管癌中存在一个孟德尔隐性主基因，该主基因影响人群对食管癌的易感性。因此寻找食管癌相关基因并深入研究其功能对理解和阐明食管癌变的分子机制具有重要意义。一、食管癌差异表达基因在C57BL/6J鼠胚胎发育中的表达模式研究为了对食管癌差异表达基因的功能进行探讨，主要采用反Northern杂交技术研究了90个食管癌差异表达基因(66个已知基因和24个未知基因)在C57BL/6J小鼠胚胎发育中后期三个不同阶段(11.5天，13.5天和生后1天)的表达模式，并用RT-PCR的方法对上述表达模式进行了验证。反northern的结果显示，食管癌差异表达基因在C57BL/6J鼠胚胎中的表达有明显不同，这些基因的表达模式具有多样性和复杂性，这些基因在胚胎11.5天，胚胎13.5天和生后1天的表达模式有4种：(1)在胚胎11.5天表达较高，随后在胚胎13.5和生后1天中表达下调，其表达模式为高-低-低，属于该种表达模式的有10个基因，其中包括6个已知基因和4个未知基因。已知基因包括分化相关基因(S100A8)，免疫相关基因(IGL)，翻译与转录相关基因(RPL15，EEF1A1)，细胞骨架蛋白(TUBA1)，半胱氨酸蛋白酶抑制剂(cystatin <WP=5>B)。(2)在胚胎11.5天表达较低，在胚胎13.5天和生后1天表达上调，其表达模式为低-高-高，如SPRR2A。(3)在胚胎11.5和胚胎13.5天中表达较低，生后1天表达上调其表达模式为低-低-高，如RHCG和keratin 4。(4)基因的表达呈波动型，胚胎11.5天时表达较低，胚胎13.5天表达升高，生后1天表达下降，其表达模式为低-高-低。如EMP1在胚胎13.5天特异性地高表达。上述研究结果提示不同发育阶段的小鼠胚胎为研究基因功能提供了重要的模型。食管癌差异表达基因在胚胎发育过程中展现了不同的表达模式。这些表达模式不同的基因涉及细胞生长、细胞分化、基质代谢、免疫反应等广泛的生物学过程。S100A8和S100A9基因在胚胎早期发育中的作用不同；IGL基因的功能特点类似癌胚蛋白；EMP-1在胚胎13.5天的高表达与该阶段神经上皮的发育相关。总之这部分工作将有助于研究食管鳞癌差异表达基因在胚胎发育和肿瘤发生中的作用，对上述基因的深入研究必将有助于揭示肿瘤遗传易感性及胚胎发育失调的规律。二、分化相关基因转谷氨酰酶3在C57BL/6J鼠胚胎发育中的时空表达转谷氨酰酶3(TGase 3)作为转谷氨酰酶家族的一个重要成员，在角质化细胞包被形成中发挥重要的催化作用。角质化细胞包被是保护皮肤免受外界刺激的一种重要的屏障，其形成缺陷参与食管癌变过程。以往的研究已发现TGase 3在食管癌中表达下调，然而其在食管鳞癌发生中的调控和功能尚不十分清楚，研究其在胚胎发育过程中的作用，对理解其功能具有重要意义。本研究应用RNA原位杂交技术、RT-PCR和电子显微术研究了TGase 3在C57BL/6J鼠胚胎发育不同阶段和不同器官内的表达变化。结果如下：(1) RT-PCR结果显示，TGase 3从胚胎12.5天开始，其表达水平逐渐升高，到18.5天达到高峰，但在生后第一天其表达水平降低。(2) 原位杂交实验发现，在仅有单层或双层细胞的早期表皮内(E10.5-E11.5)，没有TGase 3表达；当表皮分化出三层 (E12.5-E13.5)，四层或多层细胞时(E14.5)，TGase 3主要在周皮细胞内表达，而在基<WP=6>底细胞中的表达较弱。当表皮发生角质化后(E15.5-E17.5)，TGase 3主要在表皮的角质层、颗粒层和深层的毛囊内表达。(3) 超微结构分析，将所研究的C57BL/6J鼠胚胎前肢芽表皮发育分为四个阶段。阶段Ⅰ(E10.5)：在基底膜上仅有一层扁平细胞，细胞间可见大的细胞间隙。阶段Ⅱ(E11.5)：周皮细胞从表皮中分化出来，由此表皮分为浅层呈扁平状的周皮及深层多边形的两层细胞，深层细胞排列呈网状。在周皮细胞和多边形细胞的连接处有发育不完善的细胞连接。阶段Ⅲ(E12.5-13.5)：表皮分化为3-4层细胞，除去浅层的扁平细胞和深层的立方形细胞，出现了中间的多边形细胞。在基底层可见半桥粒逐渐形成，中间层细胞胞浆内有糖原颗粒。阶段Ⅳ(E15.5-17.5)：在胚胎15.5天，角质层已经分化，颗粒细胞内包含有大量的透明角质颗粒。到胚胎17.5天，皮肤各层的结构已经分化完全。上皮包括基底层，2-3层的棘细胞层，含有透明角质颗粒层以及最外面的角化层。此时，周皮细胞已经消失。上述结果提示，在CE形成早期TGase 3开始作用，并持续表皮分化全过程。其分布变化涉及从胚胎早期的周皮细胞到出生前表皮的角质层和颗粒层细胞。在胚胎发育早期，周皮细胞可以吸收或分泌物质到羊膜腔以改变羊水的组成，此时表皮的屏障保护作用不强。随表皮进一步发育，表皮细胞排列紧密，角质层也开始形成，其通透性降低，但保护屏障