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食管癌是高发生率高死亡率的消化道恶性肿瘤之一。早期诊断对改善食管癌病人的生存和预后十分重要。目前食管癌筛查或诊断主要手段是内窥镜检查和活检。本研究利用食管癌组织与配对的癌旁正常组织的代谢组学结果探索新的生物标志物，便于食管癌的筛查或诊断。首先，利用气相色谱-飞行时间质谱联用技术(Gas chromatography time-of-flight mass spectrometry,GC-TOFMS)，对66例食管鳞状细胞癌（esophageal squamous cell carcinoma，ESCC）组织和配对的癌旁组织进行了代谢组学检测。进一步通过主成分分析(principal component analysis,PCA)、正交偏最小二乘法—判别分析(orthogonal partial least squares discriminant analysis，OPLS-DA)对获得的代谢组学数据进行多维统计分析，结合单维t检验进行组间比较，以期寻找到食管鳞状细胞癌的组织代谢标志物。研究中共发现了35个变化显著的重要差异代谢物，主要涉及氨基酸代谢、核酸代谢、碳水化合物代谢以及脂类代谢等。其中，有30个代谢物上调，5个代谢物下调。研究结果表明，食管鳞状细胞癌组织与癌旁正常组织之间的代谢谱明显不同，筛选出来的代谢物有助于食管鳞状细胞癌的临床诊断和分期等。 在筛选的差异代谢物中，参与氨基酸代谢的天冬酰胺在癌组织中异常升高，而体内天冬酰胺合成酶(asparagine synthetase，ASNS)是合成天冬酰胺的主要和直接步骤。通过大样本的mRNA和蛋白水平的检测，本研究发现并确认了ASNS在食管鳞状细胞癌中表达上调的模式。应用食管鳞状细胞癌临床病人的组织微阵列芯片进行的免疫组化染色，结合临床病理信息进行统计学分析，进一步研究了ASNS的表达与临床病理参数以及预后的关系。结果表明，ASNS的表达与淋巴结转移及临床分期呈显著正相关(P＜0.001)。单变量和多变量因素分析发现ASNS的表达水平可以作为总体生存率和无病生存率的一个独立的危险因素。体外实验发现过表达ASNS可以促进食管鳞状细胞癌细胞的克隆形成能力和迁移能力，敲低ASNS可以抑制食管鳞转细胞癌细胞的克隆形成能力和迁移能力。利用裸鼠体内转移模型，发现敲低ASNS可以显著抑制食管鳞状细胞癌细胞在体内的转移。综上可知，ASNS在食管癌进展过程中起重要作用，其表达可能成为食管鳞状细胞癌病理检测和诊断指标之一，并且ASNS有可能成为食管癌治疗的一个新靶点。