背景食管鳞癌的发病率为恶性肿瘤的第七位,其死亡率为恶性肿瘤的第六位,严重威胁我国人民的健康和生命。由于缺乏早期诊断的分子标记物,发现时多处于晚期,其5年生存率仅为15-20%左右。食管鳞癌的发生具有地区聚集的特点,尤其是在河南省、山西省和河北省交界的太行山地区呈现明显高发趋势。在过去的几十年中,人们发现DNA损伤修复（DDR）系统的功能失活在许多肿瘤中频繁发生,可达40-50%。Wnt、PI3K和NF-κB等信号通路都可能参与DDR。进展期肿瘤的治疗目前以放化疗、免疫治疗和针对癌基因激活性突变的分子靶向治疗为主。对于功能缺失的突变或表观遗传异常导致的功能缺失,缺乏有效的治疗策略。以应用PARP抑制剂杀伤BRCA1/2突变细胞的“协同致死”治疗的成功,为肿瘤的治疗提供了新的机遇。与遗传学相比,表观遗传学的改变与环境的关系更为密切。大量的癌症基因组的研究表明,食管癌缺乏热点突变。在食管癌中,许多抑癌基因频繁发生启动子区的甲基化改变而表达沉默,但是其目前临床应用上缺乏针对基因功能缺失的治疗措施。表观遗传调控能够参与“二次打击”事件,是对Knudson“二次打击”学说的补充。基于“协同致死”原理和表观遗传调控参与“二次打击”的机制,以表观遗传异常为基础的“协同致死”治疗策略将具有广泛的应用前景。NRN1基因位于人类染色体6q25.1,其在乳腺癌中频繁发生甲基化,其表达受甲基化调控。NRN1基因在神经发育过程中参与PI3K信号通路。本研究将对NRN1基因在食管鳞癌中的表观遗传调控和功能机制进行研究,同时探讨其甲基化作为“协同致死”治疗标志物的可能性。方法我们使用了8种食管鳞癌细胞系,通过RT-PCR、MSP和BSSQ的技术检测并验证了NRN1基因在食管鳞癌细胞中的甲基化改变。通过对1012例食管鳞癌组织进行了MSP检测和临床因素相关性分析,同时分析了NRN1基因甲基化与583例有随访资料的病例的预后关系。通过IHC的方法检测了96对食管鳞癌组织切片的NRN1表达水平,进一步验证NRN1基因的表达与甲基化的关系。然后使用慢病毒感染构建NRN1基因高表达和si RNA技术构建NRN1基因敲降的细胞模型。用细胞增殖实验、克隆形成实验、流式细胞术检测周期和凋亡实验和裸鼠成瘤等实验验证了NRN1基因在食管鳞癌中的功能和“协同致死”的作用机制,同时用Western Blot实验和裸鼠成瘤体内加药实验进行了验证。使用统计软件SPSS来分析实验数据。结果通过在食管鳞癌细胞中的检测发现KYSE30、KYSE150和KYSE510细胞中NRN1基因受到启动子区的甲基化修饰而表达沉默;KYSE70、KYSE140、KYSE180和KYSE450细胞中NRN1基因表达正常,启动子区均未发生甲基化改变;而在细胞KYSE410中NRN1基因发生部分甲基化改变,其表达降低。BSSQ测序实验验证了NRN1基因在食管鳞癌细胞中启动子区发生了甲基化而表达沉默。在1012例食管鳞癌组织中,NRN1基因发生甲基化的概率为50.4%（510/1012）。NRN1基因的甲基化改变与患者的年龄（p＜0.01）、TNM分期（p＜0.001）、分化程度（p＜0.001）、肿瘤大小（p＜0.01）和饮酒（p＜0.05）明显相关,与患者的性别、淋巴结转移和吸烟无明显相关性（p＞0.05）。通过对583例有5年随访信息的患者进行数据分析,结果显示NRN1甲基化改变是食管鳞癌较差的独立预后因素（p＜0.001）。对96对食管鳞癌组织和癌旁组织进行免疫组化分析发现,48例的癌组织中NRN1的表达降低或缺失,其中44例是MSP检测显示发生基因启动子区甲基化的,再次证明了NRN1基因沉默与启动子区发生了甲基化修饰相关（p＜0.01）。选择NRN1不表达的KYSE30和KYSE150构建NRN1基因稳转细胞模型,选择NRN1高表达的KYSE450细胞株构建NRN1基因敲降细胞株模型。NRN1基因高表达能明显抑制KYSE30、KYSE150和KYSE450细胞增殖和克隆性形成,抑制细胞的侵袭和迁移,NRN1基因的高表达能诱导细胞的凋亡和G1/S期阻滞。NRN1基因可以抑制食管鳞癌细胞KYSE150在裸鼠体内的成瘤能力。NRN1基因可以抑制体内和体外的食管鳞癌中的PI3K信号通路的传导。通过MTT实验、Western Blot实验检测和体内用药发现同时使用PI3K抑制剂和ATR抑制剂可以增加NRN1基因甲基化的食管鳞癌细胞毒性,比分别单独使用两种药物效果更好。结论NRN1基因在食管鳞癌中发生频繁的甲基化,是食管鳞癌较差的独立预后因素。在食管鳞癌中,NRN1基因是抑癌基因。NRN1基因可以在体内和体外可以抑制PI3K信号通路。NRN1基因甲基化是PI3K抑制剂和ATR抑制剂的“协同致死”治疗的标记物。