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食管癌依然是严重危害人类健康的恶性肿瘤,抑制肿瘤细胞对周围组织的侵袭以及转移是有效治疗食管癌提高患者生存率的关键。寻找与食管癌侵袭迁移密切相关的基因、并对之进行功能研究,是当前的主要研究方向之一。我们实验室前期工作中发现了与肿瘤细胞侵袭、迁移和失巢凋亡相关的基因CTTN (cortactin),利用GST-Pull Down和LC-MS/MS技术,鉴定出微管相关蛋白(Microtubule-associated protein4, MAP4)存在于CTTN蛋白的复合体中。MAP4基因定位于3p21,其编码蛋白的主要功能是通过与微管蛋白结合稳定微管结构。目前MAP4在肿瘤中的功能几乎没有报道,为此我们对该基因在食管癌中发挥的功能以及作用机制进行了深入研究。利用组织微阵列联合免疫组织化学技术分析发现MAP4在364例食管癌中存在过表达,阳性率为62.6%。统计学分析发现,MAP4表达与淋巴结转移(P=0.0003)、病理分期(P=0.0010)以及患者术后生存时间较短(P=0.026)相关,Cox回归分析表明MAP4可作为食管鳞癌患者的独立预后因子(P=0.007)。我们选取高表达MAP4的Eca109和KYSE150,以及低表达MAP4的KYSE180食管癌系进行了体外功能实验,结果显示MAP4过表达不影响细胞的增殖、细胞周期和粘附能力,但敲降MAP4能明显抑制肿瘤细胞的划痕愈合、运动穿膜以及Matrigel侵袭能力。动物体内实验显示,MAP4表达降低可抑制裸鼠皮下瘤生长和实验性肺转移。针对MAP4影响食管癌细胞侵袭迁移能力这一表型,我们进一步探讨了MAP4发挥功能的分子机制。当降低MAP4表达时,Real-time PCR和Western blot结果显示,血管内皮生长因子(VEGFA)在mRNA和蛋白水平均下调,敲降VEGFA后,食管癌细胞的侵袭迁移能力降低。检钡VEGFA的受体VEGFRl和、EGFR2,发现在食管癌细胞系中VEGFRl表达量远远高于、EGFIR2,而且降低VEGFR1表达,细胞侵袭迁移能力也降低。这些结果提示,食管癌细胞系中MAP4在转录水平调节VEGFA,并通过VEGFA/VEGFRl下游通路影响食管癌细胞侵袭迁移能力。利用相同食管癌手术组织的连续切片分析发现,MAP4与VEGFA和VEGFR1蛋白的表达显著正相关。我们继而检测了与细胞侵袭迁移相关的信号通路关键节点分子,发现MAP4影响ERKl/2的磷酸化水平。敲降ERKl/2,发现细胞侵袭迁移的能力降低,而且VEGFA蛋白水平下降。免疫共沉淀(CO-IP)结果提示MAP4能与ERK1/2相互作用。机制分析结果显示,MAP4通过与ERKl/2相互作用,调节VEGFA,而且VEGFA和ERK1/2存在反馈调节,最终影响食管癌细胞的侵袭迁移。抑瘤实验结果显示,利用食管癌细胞诱导的皮下瘤内注射MAP4-siRNA,肿瘤的体积在注射两天后开始缩小；尾静脉注射贝伐单抗也能抑制瘤体生长；当瘤体注射MAP4-siRNA联合尾静脉注射贝伐单抗时,抑瘤效果不仅高于单独注射MAP4-siRNA,也优于单独注射贝伐单抗。这些资料表明,MAP4通过激活ERK1/2-VEGFA/VEGFR1-ERK1/2通路增强食管癌细胞的侵袭迁移能力,MAP4有可能可以作为独立的食管鳞癌预后标志物,并且可能成为食管鳞癌治疗的的分子靶点。