食管癌作为高发的恶性消化道肿瘤,约90%为食管鳞癌,且五年总生存不足25%。由于部分患者在首次确诊时就处于局部晚期,要采取综合治疗方案:新辅助放化疗,手术+辅助化疗及同步放化疗或放疗。但肿瘤细胞放疗抵抗的发生往往会削弱放疗疗效,而放疗剂量的增大也会导致周围正常组织的损伤。目前,放疗抵抗仍然是临床治疗所面临的重要挑战,迫切需要寻找预测放疗疗效的特异性标志物及靶向递送系统,从而改善放疗疗效,实现个体化的精准治疗。液体活检具有迅速、损伤小等优点,可用于肿瘤早期筛查,动态监测疗效及预测肿瘤复发;循环细胞游离microRNAs（miRNAs）和循环外泌体都是液体活检分析的主要成分。研究表明,miRNAs参与DNA损伤反应且miRNAs表达具有肿瘤组织及病理类型特异性。为了确定与食管癌放疗抵抗相关的miRNAs,我们模拟临床治疗方案,采用低剂量累计照射的方式成功建立食管癌耐放射细胞模型;借助miRNAs芯片表达谱分析,确定一系列差异表达的miRNAs（GSE124784）,并发现其中多个miRNAs可以分泌到血液,其中miR-339-5p（miR339）、miR-181a-2-3p（miR181a）在食管癌耐放射细胞中显著下调,选择其作为研究对象。为了确定miR339、miR181a是否与食管癌放疗疗效及预后相关,我们利用实时荧光定量PCR检测发现,在食管癌患者血液标本中miR339和miR181a高表达的食管癌患者对放疗更为敏感,且miR339高表达的食管癌患者预后更好。在组织中,miR339在T3/T4期患者中的表达明显低于T1/T2期患者,且miR339低表达的患者预后较差。MiRNAs已逐步成为新型药物研发的热点,但药物的靶向递送是限制miRNA药物研发的瓶颈。因此,我们设计了多重增敏的纳米系统GDY-CeO2-miR181a-PEG-iRGD（nano-miR181a）来增加miR181a的稳定性;借助iRGD修饰纳米颗粒实现靶向递送miR181a到达肿瘤组织;GDY-CeO2纳米颗粒可以改善肿瘤组织乏氧,促进DNA损伤,增强食管癌放疗疗效。在食管癌皮下移植瘤和PDX模型中,nano-miR181a可以增强放疗疗效,抑制肿瘤的生长。最后,我们深入阐述了 miR181a促进放疗敏感性的机制,通过软件预测和双荧光素酶报告实验发现,miR181a可以通过抑制下游靶基因RAD17表达,促进DNA损伤诱导的细胞凋亡,进而影响放疗敏感性。综上所述,针对食管鳞状细胞癌,我们从食管癌疗效预测和提高放疗疗效两方面探讨了 miRNAs在食管癌放疗中的作用及机制;发现miR339和miR181a可以预测食管癌放疗疗效及预后,有望作为放疗疗效预测的标志物,实现基础研究向临床转化;Nano-miR181a递送系统可能为临床治疗提供新的模式。肿瘤转移和代谢重编程是肿瘤的主要特征之一。肿瘤高死亡率的主要原因之一在于肿瘤的转移。由于食管癌具有治疗耐受、局灶复发或远端转移的特性,很多患者在确诊时就己发生远端转移。因此,针对转移性食管癌,了解其转移能力增强的机制,寻找新的治疗策略就显得尤为重要。代谢重编程,尤其是脂代谢的改变,可以显著影响肿瘤的进展。脂代谢不但与能量代谢和胞膜构成相关,还可以作为重要信号传导分子,改变细胞信号通路以及基因表达模式。已有诸多研究表明脂代谢作为抑制肿瘤转移的新研究靶点,对新的抗转移药物的开发有着极其重要的临床应用潜力。肺是食管癌转移的主要靶器官之一,在本研究中,我们利用免疫缺陷小鼠筛选得到了具有高肺转移能力的细胞亚群（K30LM3、K450LM2）。通过对高转移细胞系和亲本细胞系进行转录组水平的测序（RNA-seq）分析,发现高转移细胞系的形成与细胞粘附能力降低、运动和迁移能力增强以及代谢相关通路的改变密切相关。目前对食管癌代谢与转移之间的相关作用和机制尚不明确,因此,通过对差异表达基因中代谢相关的基因进行功能筛选后,选择FA2H（Fatty acid 2-hydroxylase）作为后续的研究对象。我们首先通过体内和体外实验,验证了FA2H可以促进食管癌细胞的转移,随后根据实验结果推测FA2H很可能受转录激活因子的调控。因此,我们对差异表达基因中转录相关的基因逐一进行功能验证,找到了在高转移细胞系中也显著高表达的转录因子相关基因F0XC2（ForkheadboxC2）,且FOXC2与FA2H的启动子区有预测的结合位点。ChIP实验和双荧光素酶报告基因实验证实了FOXC2可以通过与FA2H启动子区的结合来促进FA2H的表达。通过回复实验进一步验证了F0XC2可以通过促进FA2H的表达进而促进食管癌细胞的转移。在临床标本中,FOXC2和FA2H在食管癌组织中高表达,且二者呈正相关。由于RNA-seq结果显示高转移细胞系中有细胞因子TNFct相关基因的富集,因此我们通过实验验证了细胞因子TNFa在肿瘤高转移细胞系形成过程中发挥的作用,发现TNFa可以促进F0XC2和FA2H表达的增加进而促进食管癌细胞转移。由于FA2H作为一种能编码催化2-羟基脂肪酸合成的基因,在鞘脂类代谢中发挥重要作用。为了进一步探宄在食管癌中,FA2H是如何通过影响代谢途径进而影响食管癌细胞转移,我们对稳定敲降FA2H的K30LM3细胞和对照细胞进行脂质组学分析,通过分析在敲降FA2H前后K30LM3细胞中各类脂质分子含量和种类的变化,来初步探究FA2H对脂代谢的影响。我们发现神经酰胺类分子Cer（dl8:0/24:0）和Cer（dl8:0/24:1）的含量在敲降FA2H后显著升高,且Cer（dl8:0/24:0）和Cer（dl8:0/24:1）的加入不但可以抑制食管癌细胞的转移,还可以逆转TNFot促转移的效果。总的来说,我们的研究发现细胞因子TNFct可以通过促进转录因子FOXC2和与FOXC2直接互作的FA2H的表达来促进转移。而FA2H作为鞘脂类代谢中的重要分子,可以通过抑制神经酰胺类分子Cer（dl8:0/24:0）和Cer（dl8:0/24:1）的含量来促进转移。更为重要的是,Cer（dl8:0/24:0）和Cer（dl8:0/24:1）的加入可用于抑制食管癌转移,为临床治疗提供了新的思路。