背景和目的肺癌是世界上最常见的恶性肿瘤之一^[1],无论是发病率还是死亡率在我国都高居榜首。其中,非小细胞肺癌（Non-small cell lung cancer,NSCLC）约占原发性肺癌的80%⁸5%,约75%的患者发现时已处于中晚期,平均生存期12.9个月,5年生存率不超过17%^[2]。因此,如何提高NSCLC患者的治疗效率是临床上亟待解决的问题。肿瘤干细胞（cancer stem cells,CSCs）理论提出CSCs与肿瘤的发生、发展、转移及耐药性密切相关^[3]。CSCs是一群极少数存居于肿瘤组织中、且具有干细胞特性的细胞,其具有自我更新能力、多相分化能力、无限增殖能力以及对放化疗耐受等特性^[4]。肺癌CSCs的存在是肺癌治疗失败的最主要因素,是复发转移的根源。肿瘤微环境（tumor microenvironment,TME）是肿瘤细胞赖以生存和发展的特殊生长环境,主要由肿瘤细胞、肿瘤相关间质细胞及细胞外基质组成。在TME中肿瘤细胞与微环境中的其他细胞通过相互接触或分泌细胞因子等方式相互作用^[5,6]。CSCs微环境是TME的组成部分,对CSCs的功能发挥至关重要,决定了CSCs的命运。TME不仅可以影响CSCs的自我更新能力,还可以诱导正常细胞和非CSCs向CSCs转变,近年来关于CSCs与TME的相互作用已成为研究热点。因此,本课题旨在探讨TME调控NSCLC CSCs的关键分子机制,为控制NSCLC复发和转移奠定新的理论基础。方法收集86例2012年至2014年就诊于郑州大学第一附属医院的非小细胞肺癌患者的组织,采用免疫组化和免疫荧光的方法检测IFN-γ、ICAM1和CD133的表达;收集35例2017年1月至5月就诊于郑州大学第一附属医院的非小细胞肺癌患者的新鲜癌组织和配对的癌旁组织,采用流式细胞术检测ICAM1和CD133的表达;所有患者术前均未接受任何治疗性干预,但手术后接受了4个周期的顺铂化疗;流式细胞术和Western blot检测不同剂量IFN-γ对非小细胞肺癌细胞凋亡的影响;RT-PCR、Western blot和低黏附板成球实验用于体外检测不同剂量的IFN-γ对非小细胞肺癌细胞干细胞的影响,裸鼠皮下异种移植模型用于检测不同剂量的IFN-γ对非小细胞肺癌细胞干细胞致瘤性的影响;PCR阵列和流式细胞术用于鉴定低剂量的IFN-γ促进非小细胞肺癌细胞干性的关键分子—ICAM1;免疫荧光用于检测低剂量的IFN-γ处理后的非小细胞肺癌细胞中ICAM1与CD133的共表达;水飞蓟宾用于抑制ICAM1的表达;RT-PCR、Western blot和低黏附板成球实验用于检测抑制ICAM1后低剂量IFN-γ对非小细胞肺癌细胞干性和致瘤性干性的影响;Wsetern blot用于研究IFN-γ促进非小细胞肺癌细胞干性过程中涉及的信号通路;低黏附板成球实验用于检测抑制信号通路中的关键分子后低剂量IFN-γ处理非小细胞肺癌细胞干性的影响。结果1.流式细胞术分析显示,在非小细胞肺癌患者的新鲜肿瘤组织中,CD3⁺CD8⁺T细胞,CD3⁺CD4⁺T细胞,NK细胞和NKT细胞产生较高水平的IFN-γ,CD3⁺CD4⁺Foxp⁺Treg细胞和肿瘤细胞产生较低水平的IFN-γ。2.免疫组化分析结果表明,非小细胞肺癌组织中低水平的IFN-γ与TNM分期、脑转移和化疗耐受密切相关,表达低水平IFN-γ的患者总生存期和无疾病进展期更短。3.免疫组化和免疫荧光结果表明非小细胞肺癌组织中低水平的IFN-γ与肿瘤细胞上CD133的表达呈正相关。4.低剂量的IFN-γ在体外增强非小细胞肺癌细胞的干性。5.PCR阵列和流式细胞仪分析表明低剂量IFN-γ增强非小细胞肺癌细胞干性由ICAM1介导。6.免疫荧光结果显示,在低剂量IFN-γ处理的非小细胞肺癌细胞中,ICAM1与CD133的共表达显着升高。7.在非小细胞肺癌患者中,CD133⁺肿瘤细胞高表达ICAM1,并且ICAM1高表达与不良预后密切相关。8.Western blot和RT-PCR结果表明低剂量IFN-γ通过激活ICAM1/PI3K/Akt/Notch1轴促进了非小细胞肺癌细胞的干性。9.利用PI3K、Akt或Notch1的抑制剂可以削弱ICAM1介导的低剂量IFN-γ诱导的非小细胞肺癌细胞的干性。10.利用水飞蓟宾和siRNAs抑制ICAM1表达可以逆转低剂量的IFN-γ诱导的非小细胞肺癌细胞的干性。结论1.在非小细胞肺癌的肿瘤组织中,低水平的IFN-γ与肿瘤干性和不良预后密切相关。2.低剂量的IFN-γ通过激活ICAM1/PI3K/Akt/Notch1轴促进非小细胞肺癌细胞的干性,靶向ICAM1能够显著逆转低剂量IFN-γ对非小细胞肺癌细胞干性的促进作用。3.ICAM1可作为CSCs的潜在标志物和非小细胞肺癌患者的治疗靶点,特别是肿瘤微环境中低表达IFN-γ的患者。