食管癌(esophageal carcinoma,EC)是一种高度恶性的肿瘤,在最常见的肿瘤中位于第八位,是第六大癌症死亡的最常见原因,每年新发病例约456000和死亡病例约400000。食管癌主要可以分为两种组织学类型:食管鳞癌(esophageal squamous cell carcinoma,ESCC)和食管腺癌,亚洲食管癌的组织学亚型主要是食管鳞癌,我国高达95%的食管癌患者为鳞癌。尽管食管鳞癌经手术、放疗、化疗以及靶向治疗后,治疗效果有了显著提高,但其总体生存率仍停留在30-40%。导致治疗效果差的主要原因是肿瘤的复发与转移。近年,越来越多的研究证明上皮-间质转化可以促进肿瘤的侵袭和转移,来源于上皮组织的癌细胞变化为细长的间质细胞,细胞粘附性降低和运动性增强使得它们更容易侵入附近的组织。在转移过程中,癌细胞首先入侵邻近组织,进入血液系统或淋巴系统,进而累及全身。过去十几年中,越来越多的研究证明EMT可以促进食管鳞癌、乳腺癌、结直肠癌等实体肿瘤细胞侵袭、转移和增强癌细胞抗凋亡能力,并与患者较差的临床预后相关。蛋白精氨酸甲基转移酶是一类在哺乳动物组织、细胞中广泛表达的酶类,其主要包含有9种家族分子,介导蛋白精氨酸残基的甲基化,并参与细胞信号转导,基因转录,DNA损伤修复,mRNA剪切等多种细胞进程,进而影响肿瘤、炎症、代谢等多种疾病的发生发展。PRMT1,是PRMTs家族中最重要的一员,可以参与介导细胞内70%以上的蛋白甲基化。许多研究表明,PRMT1的异常表达与肿瘤的进展密切相关,如肺癌、乳腺癌、结直肠癌。在本研究中,我们发现PRMT1在食管鳞癌细胞中的表达显著升高。高表达的PRMT1与食管鳞癌患者不良预后明显相关。功能实验表明,PRMT1与食管鳞癌细胞EMT、侵袭、迁移、增殖、成瘤等密切相关。随着抗体开发技术及蛋白组学技术的发展,PRMTs和精氨酸甲基化修饰的研究得以广泛开展。尤其是利用免疫亲和质谱的方法,揭示了诸多体内PRMTs催化的甲基化蛋白及甲基化位点。但是,PRMT1催化的甲基化蛋白及甲基化位点,及其介导的蛋白甲基化对食管鳞癌进展的作用还没有相关报道。在本研究中,我们首先通过慢病毒转染的方法,构建了PRMT1过表达ECA109、TE1细胞系。运用免疫沉淀的方法,将PRMT1结合的蛋白纯化出来并收集。随后,我们应用抗精氨酸单甲基化基序抗体将PRMT1免疫沉淀洗脱液中富含甲基化位点的肽段沉淀下来,收集完毕后用液相色谱-串联质谱法(LC-MS/MS)对目的蛋白及甲基化位点进行鉴定。最后,将以上鉴定到的蛋白与CO-IP结果进行比对,最终选定YBX1这个蛋白,这既证明了它在体内与PRMT1的直接结合,又鉴定出了PRMT1催化其甲基化的位点。质谱鉴定的结果明确了YBX1与PRMT1存在直接结合,并鉴定出R199为PRMT1的催化位点。然后我们构建了YBX1-R199K,YBX1-R200K的甲基化位点突变体,并用慢病毒建立ECA109与TE1稳转细胞系。体内甲基化实验证实R199为YBX1的PRMT1甲基化位点。功能实验进一步证实了R199位点甲基化对食管鳞癌EMT、侵袭、迁移的促进作用。最后,我们发现PRMT1与YBX1的高联合表达与食管鳞癌患者不良临床病理特征与预后显著相关,二者表达具有明显的相关性。综上,本研究证实了PRMT1可促进食管鳞癌进展,鉴定了食管鳞癌中PRMT1的众多甲基化蛋白及其甲基化位点,揭示了PRMT1的甲基化作用对促进食管鳞癌EMT、侵袭及迁移的机制,为PRMT1的研究提供了新的视角,也为食管鳞癌的靶向治疗提供了潜在靶点和理论依据。