食管癌是目前困扰中国等国家的一种主要的健康问题,传统治疗方案效果有限,急需开发新型有效的基因或细胞治疗方法。近年来,干细胞对一些疾病的治疗研究均取得了重要进展,而干细胞治疗的应用研究是医学领域乃至整个生命科学领域前沿。间充质干细胞(Mesenchymal stem cells, MSCs)是干细胞的一种类型,因能分化为间质组织而得名。研究表明,MSC广泛存在于成人个体的多种组织中,目前己经在骨髓、肌肉、大脑、骨膜、脂肪、真皮、脐血和脐带等多种组织中均证实有间充质干细胞的存在。由于发现MSCs能够募集至肿瘤组织,过去十年间,人们饶有兴致的将外源性的间充质干细胞作用于不同的肿瘤模型,观察其对于肿瘤的影响,但是最终结论多是矛盾的,有的说促进肿瘤生长,有的说抑制肿瘤生长。可能肿瘤类别、细胞来源、模型类型和处理方法等因素都会引起上述矛盾结果的形成,因此,尽管MSCs已经广泛应用于组织工程等再生性疾病的治疗,但是脐带来源的MSCs对于食管癌的可能作用,依然需要细致系统的研究。为此,本文第一部分首先研究了脐带来源的间充质干细胞(hMSCs)对食管癌细胞(ECs)可能的体外作用,发现至少在体外共培养系统,hMSCs具有对于ECs的趋向性,能够抑制肿瘤生长,诱导ECs凋亡,并且存在自发细胞融合,而血清成分可能中和抑制作用。随后第二部分阐述了脐带间充质干细胞对食管癌细胞体外抑制作用的可能机制,通过细胞融合模型以及转录组芯片分析发现融合诱导的DNA损伤和凋亡调控、代谢抑制和免疫调控等都可能参与了hMSCs对于ECs抑制作用,其中MAPK通路的负反馈抑制因子DUSP6/MKP3可能发挥了关键作用。异源过表达实验证实DUSP6可以有效的抑制ECs生长、促进凋亡、抑制其成瘤性。而且没有形成肿瘤干细胞,反而可能发生了趋向良性细胞的转分化。最后本研究的第三部分继续探讨了hMSCs对ECs裸鼠移植瘤的可能体内作用,结果发现标记的hMSCs,提供尾静脉注射后,主要分布于荷瘤鼠的心肺和肝脏,对ECs移植瘤没有显著的迁移趋向性。大批量的动物实验证明,单独的hMSCs-ECs混合接种或尾静脉注射的对于ECs的生长作用均有抑制趋势,而hMSCs-ECs混合接种再持续尾静脉处理则有统计学显著的抑制作用。综上所述,我们系统的研究了hMSCs对于人食管癌细胞的可能作用。发现hMSCs在体外具有对ECs的趋向性和抑制作用,可能细胞融合后DUSP6高表达诱导凋亡、抑制EC细胞生长而免疫调控和良性转分化可能也是重要的参与机制。但是体内未能证实hMSCs对于ECs移植瘤组织的趋向性,而hMSCs对于ECs移植瘤的抑制作用也需要1)大于4倍的细胞比；2)与EC细胞直接接触；3)维持外周环境充足的hMSCs。我们的研究结果说明至少在体外水平,脐带来源的间允质干细胞具有抑制食管癌细胞生长的作用,但是在动物体内复杂环境里,可能由于血清等因素的干扰而中和了hMSCs的抑癌作用。细胞融合可能是抑制作用的一种主要机制,同时融合并没有提高形成肿瘤干细胞的可能性,只是促进食管癌细胞向恶性程度低的正常细胞转分化。另外我们的研究还证明了DUSP6的抑癌作用,可能是一个很有价值的新的基因治疗靶点。我们的研究将为食管癌的细胞治疗提供新的途径与新理念,具有理论和实际意义。