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近年来,对肿瘤微环境和肿瘤免疫逃逸机制的深入研究发现,一组介导免疫调节的重要分子—免疫卡控点(Immune checkpoints),如B7家族负性协同刺激分子:B7-H1、B7-H3、B7-H4、CTLA-4和Tim-3等,可异常表达于诸多人类肿瘤组织及肿瘤浸润的免疫细胞,参与肿瘤免疫逃逸并与患者的临床病理参数及预后密切相关,是肿瘤微环境的重要组成部分。它们一方面通过负性调控T细胞介导的抗肿瘤应答,另一方面通过调节肿瘤细胞自身的生物学行为,共同参与肿瘤的发生与发展。截至目前,协同刺激分子B7-H1、B7-H3分子在食管癌中的异常表达的临床意义及生物学作用尚待深入研究。本课题一方面通过收集临床样本进行回顾性研究,采用免疫组织化学及流式细胞术分别检测协同刺激分子B7-H1和B7-H3在人食管癌细胞系及食管癌组织中的的表达水平,同时分析它们与患者的临床参数、预后、上皮间质转化(epithelial-to-mesenchymal transition,EMT)及T淋巴细胞浸润程度等的相关性;另一方面在细胞及分子生物学水平,进一步研究食管癌细胞株中异常表达B7-H3分子对其自身细胞生物学行为的影响。本研究结果显示:(1)协同刺激分子B7-H1在食管癌细胞株及食管癌组织中呈高表达,而在癌旁正常组织中呈低表达;食管癌组织中协同刺激分子B7-H1主要表达在食管癌细胞的胞浆及胞膜。(2)协同刺激分子B7-H1在食管癌组织中的表达水平与肿瘤浸润深度成显著正相关(P=0.0261);食管癌组织中B7-H1高表达的患者,其预后显著差于B7-H1低表达的患者(HR=2.157,95%CI:1.017-4.577,P=0.0452)。(3)协同刺激分子B7-H1亦可部分表达于食管癌细胞的细胞核,其在食管癌细胞核内的表达水平与肿瘤浸润深度成显著正相关(P=0.0331),B7-H1在食管癌细胞核内的表达水平与患者预后无显著相关性(P=0.6755)。(4)我们通过E-cadherin及Vimentin表达水平的组合,来鉴定食管癌组织中EMT的发生情况,结果发现,食管癌组织中存在EMT的现象,并且T(3+4)组的患者,其EMT发生的比率显著高于T(1+2)组的患者(P=0.0097);远处转移组(M1)组的患者,其EMT发生的比率显著高于未发生远处转移组(M0)的患者(P=0.0253);生存分析结果显示,EMT组患者的预后显著差于未发生EMT组的患者(HR=2.470,95%CI:1.971-2.970,P=0.0278);我们将性别、年龄、肿瘤大小、TNM分期、EMT状态纳入COX模型进行多因素分析,结果显示EMT状态可以作为独立的预后风险因素(HR=2.306,95%CI:1.103-4.824,P=0.026)。(5)我们发现EMT组中B7-H1高表达的比率显著高于未发生EMT组患者(P=0.0314),B7-H1高表达及EMT组的患者,其预后显著差于B7-H1低表达及未发生EMT的患者(HR=2.876,95%CI:1.182-6.997,P=0.0199)。(6)协同刺激分子B7-H3在食管癌细胞株及食管癌组织中呈高表达,而在癌旁正常组织中呈低表达,B7-H3在食管癌细胞中的表达主要定位于胞浆胞膜。(7)食管癌组织中B7-H3的表达水平与肿瘤浸润深度呈显著正相关(P=0.0200),与CD3+T淋巴细胞浸润程度呈显著负相关(P=0.0250),食管癌组织中B7-H3高表达的患者,其预后显著差于低表达的患者(HR=1.564,95%CI:1.040-2.351,P=0.0318);(8)我们采用慢病毒转染及RNAi技术,构建了食管癌细胞株Eca-109中B7-H3下调表达的模型,并分别在m RNA及蛋白水平进行验证;(9)我们进一步通过克隆形成实验、细胞增殖检测、划痕实验及Transwell侵袭实验,证实B7-H3在食管癌细胞系Eca-109中的下调表达,显著抑制细胞克隆形成能力、细胞增殖、迁移及侵袭能力。综上所述,我们首次报导了负性协同刺激分子B7-H1、B7-H3在食管癌中表达的临床意义及其生物学作用,证实它们通过负性调控T淋巴细胞在肿瘤组织中的浸润及促进肿瘤细胞自身的增殖、迁移及侵袭等能力,参与促进食管癌的发生与发展。负性协同刺激分子B7-H1、B7-H3可作为食管癌诊断和预后判断的重要生物学指标。本研究不仅为食管癌发生发展过程中肿瘤免疫应答机制的研究提供了实验基础,而且为食管癌的诊断及免疫治疗提供了潜在的靶点,具有一定的临床应用价值。