研究背景与研究目的:食管癌是全球第七大常见癌症,传统的食管癌治疗方法包括手术、放疗、化疗和综合治疗。基于顺铂的化疗方案被广泛应用于晚期食管癌的一线治疗。然而,由于顺铂耐药和缺乏可靠的预测患者顺铂敏感性的生物标志物,食管癌患者的生存和预后仍不理想。因此,寻找食管癌中顺铂敏感性的潜在生物标志物至关重要。有研究发现顺铂通过caspase-3/GSDME信号轴诱导肿瘤细胞焦亡（Pyroptosis）,从而增强肿瘤的顺铂敏感性。然而,顺铂诱导细胞焦亡的具体分子机制尚不清楚。本研究基于大样本的食管癌蛋白质组学数据,寻找影响食管癌细胞焦亡的关键分子,并探讨其参与顺铂诱导食管癌细胞焦亡的分子机制,为临床预测食管癌顺铂敏感性和预后提供理论依据。材料与方法:1)应用生物信息学综合分析124对食管癌与癌旁组织的蛋白质组学数据,分析细胞焦亡相关蛋白对食管癌患者预后的预测效能,从而筛选出关键蛋白进行验证。2)通过构建Cox比例风险回归模型,单因素和多因素独立预后分析,风险热图分析,ROC曲线分析,进一步评价候选分子CAPN1（calpain-1）和CAPN2（calpain-2）的预后价值。3)采用免疫组织化学的方法检测并分析108例食管癌患者接受同步放化疗治疗前的肿瘤活检组织中CAPN1和CAPN2的表达特征和临床意义。4)在细胞层面,应用钙蛋白酶抑制剂PD150606或Calpeptin处理,以及CRISPR-Cas9基因敲除CAPN1或CAPN2的食管癌细胞模型,通过钙蛋白酶活性检测,蛋白免疫印迹、乳酸脱氢酶（lactate dehydrogenase,LDH）释放检测和细胞活力检测,确定CAPN1和CAPN2是否参与顺铂诱导的食管癌细胞焦亡。5)通过CRISPR-Cas9基因敲除模型和蛋白免疫印迹实验探索CAPN1和CAPN2促进顺铂诱导食管癌细胞焦亡的分子机制。研究结果:1)蛋白质组学和生物信息学分析结果表明CAPN1和CAPN2是重要的食管癌细胞焦亡相关蛋白。与配对癌旁相比,细胞焦亡相关蛋白CAPN1的蛋白表达水平在124例食管癌组织中显著下调;CAPN1与CAPN2在食管癌组织中的蛋白表达量呈显著正相关;CAPN1和CAPN2的高表达与食管癌患者良好的总生存和无瘤生存相关。2)CAPN1和CAPN2联合病理分期的综合风险模型的患者预后预测效能比单独CAPN1、CAPN2或者p TNM分期的预测效能更高。3)在接受处理前的食管肿瘤活检样本中,CAPN1和CAPN2的高表达与食管癌患者同步放化疗的完全缓解和良好预后有关。4)细胞水平上,顺铂诱导食管癌细胞焦亡,联用钙蛋白酶抑制剂或者CAPN1/CAPN2的基因敲除均减少了顺铂处理后caspase-3和GSDME的剪切以及LDH的释放,细胞活力增加。这些结果表明,CAPN1和CAPN2在顺铂诱导细胞焦亡和顺铂敏感性中发挥重要作用。5)分子机制上,免疫印迹实验结果表明,顺铂处理后钙蛋白酶激活BAX和BAK,进而导致caspase-9和caspase-3的剪切,引发GSDME依赖的食管癌细胞焦亡。研究结论:CAPN1和CAPN2通过激活BAK/BAX-caspase-9-caspase-3-GSDME信号轴促进了顺铂诱导的食管癌细胞焦亡,增强了食管癌细胞的顺铂敏感性。CAPN1和CAPN2有望成为预测食管癌患者顺铂敏感性和良好预后的潜在生物标志物,为指导食管癌个性化治疗提供了新的思路。