癌症已成为世界范围内的重大公共卫生问题之一。食管癌是常见的消化道恶性肿瘤,发病率和死亡率较高。由于食管癌缺乏早期临床症状及特异性诊断方法,故临床确诊时多已为中晚期,错过患者最佳的治疗时期,致使治愈率和五年生存率较低。因此,探索食管癌分子标志物对其诊断、治疗和预后具有重要意义。黑色素皮质I型受体（Melanocortin 1 receptor,MC1R）基因是人类黑色素合成过程中的关键基因,可与特异性配体α-黑色素细胞刺激素（α-Melanocyte-stimulating hormone,α-MSH）结合,调节黑色素生成和色素沉着。近年来,越来越多的研究表明MC1R与黑色素瘤、结直肠癌等肿瘤存在相关性,可能是通过调控肿瘤细胞增殖进而参与肿瘤的发生发展。MC1R基因具有高度多态性,某些多态性与黑色素瘤和非黑色素瘤皮肤癌有关。目前暂无MC1R在食管癌中的文献报道,但实验室前期在研究分析靶向MC1R重组毒素对不同细胞系杀伤作用时注意到,该重组毒素对人食管中段鳞癌细胞eca109的具有较强的杀伤能力;经检测,MC1R在该细胞中的表达量显著上调。MC1R在肿瘤细胞与正常细胞中表达量的差异,表明该受体具有作为诊断或靶向治疗标志物的潜力。本研究首先利用RT-q PCR方法与Western Blot方法检测不同细胞系中MC1R在m RNA水平和蛋白水平的表达情况。结果显示,MC1R在癌细胞中广泛上调表达,食管癌细胞中MC1R表达水平普遍高于人食管上皮细胞BAr-T,提示MC1R可能与食管癌的发生有关。结合细胞系背景分析发现,细胞类型为鳞状细胞、具有TP53基因突变的食管癌细胞容易出现MC1R上调表达。为进一步探究食管癌临床样本中MC1R的表达情况,本研究收集了吉林大学中日联谊医院2019年至2021年间不同类型的食管癌患者标本。分别使用RT-q PCR方法与免疫组织化学（Immunohistochemistry,IHC）检测组织样本中MC1R在m RNA水平和蛋白水平的表达情况,结合患者病历分析MC1R表达量与临床病理特征之间的关系。结果表明,食管癌临床组织样本中MC1R表达水平显著高于癌旁组织,其上调表达现象更易发生在老年、中分化、胸中段、T3期食管癌患者中,据此推断MC1R上调表达可能导致预后不良。为了探究食管癌中可能存在的MC1R多态性及其意义,对获取到的临床组织进行基因组DNA提取,通过PCR方法对所提取的基因组进行扩增及测序,将得到的目的基因序列与MC1R基因序列比对,并结合病历背景分析MC1R多态性与临床病理特征的关系。研究发现,食管癌中存在两个主要的MC1R单核苷酸多态性（Single nucleotide polymorphism,SNP）位点,分别为rs2228479和rs885479,其中rs885479频率（91.3%）远高于rs2228479（34.8%）。然而,上述两个SNP位点与患者年龄、病理类型、肿瘤原发部位、分化程度、T分期、N分期、M分期及TNM分期等病理参数无关,其临床意义有待进一步探究。MC1R在食管癌中的异常表达提示其可能作为食管癌潜在辅助分子标志物,为了探究其在食管癌中是否具有治疗靶标的潜能,本研究以实验室前期构建的靶向MC1R重组毒素α-MSH-PE38KDEL对部分MC1R上调表达食管癌细胞进行杀伤实验。进一步突变7个T细胞、B细胞表位以优化重组毒素的免疫原性,并在细胞水平验证了优化后重组毒素的活性。结果表明,成功构建并纯化出优化后的靶向MC1R重组毒素M6h GP和6h MGP。上述三种靶向MC1R重组毒素均可杀伤MC1R上调表达食管癌细胞系,杀伤活性随MC1R表达量增高而增强,提示MC1R可能作为食管癌潜在治疗靶标。综上所述,MC1R在食管癌中的表达量显著升高,且存在两个主要的MC1R SNP位点,提示可能作为食管癌潜在的诊断分子标志物;靶向MC1R重组毒素可以特异性杀伤MC1R上调表达食管癌细胞系且杀伤活性呈MC1R表达量依赖,提示MC1R具有作为食管癌治疗分子标志物的可能。