宫颈癌作为严重危害女性健康的常见恶性肿瘤,是20-39岁女性癌症死亡的第二大原因,尤其发展中国家更为严重。尽管早期筛查、HPV疫苗、手术及放化疗等联合治疗手段一直在不断改善,但是淋巴结转移、放化疗耐药及盆腔复发等问题仍相继出现,使得治疗现状并不乐观。肿瘤干细胞(Cancer stem cells,CSCs)作为放化疗抵抗、肿瘤转移及复发的驱动因素,可能是造成这一治疗现状的主要根源。肿瘤干细胞具有自我更新和多向分化能力,能够在不同的状态之间调节转化以适应新的环境。越来越多的研究也发现肿瘤干细胞在表型和功能上具有异质性,这种异质性导致传统放化疗无法完全杀灭肿瘤干细胞,最终导致肿瘤干细胞重新形成肿瘤,并引起肿瘤的复发、转移。因此,明确肿瘤干细胞标记物、阐明肿瘤干细胞异质性的相关分子机制,对优化肿瘤治疗方案、改善病人预后具有重要的意义。cPLA2α作为一种常见的胞浆型磷脂酶,在肿瘤发生发展过程中发挥了重要作用。课题组前期研究发现cPLA2α通过影响肿瘤细胞的上皮间质转化(epithelial-mesenchymal transition,EMT)过程影响肿瘤细胞的侵袭和转移。本研究通过在无血清干细胞培养基中富集干细胞球,发现cPLA2α表达水平不同的宫颈癌干细胞呈现不同的形态,过表达cPLA2α的宫颈癌干细胞球呈疏松葡萄串样,而下调cPLA2α表达富集到的干细胞球呈致密实心球;RT-PCR及Western blotting分析进一步发现,cPLA2α高表达的干细胞球富集间质型相关基因信号;而cPLA2α低表达的干细胞球富集上皮型相关基因信号;通过对宫颈癌细胞和组织进行流式分选、Smart-seq方法扩增及干性标记物的表征,我们发现宫颈癌中确实存在cPLA2α表达水平不同的干细胞亚群,而且它们的干性分子表面标志物表达不同,cPLA2α低表达的上皮型干细胞亚群高表达CD133;而cPLA2α高表达的间质型亚群以CD44~+CD24~-的表达模式为特征;转录组芯片分析进一步发现,不同干细胞亚群之间的差异基因与肿瘤细胞的增殖、克隆形成、周期、粘附及侵袭转移过程密切相关。由此我们通过一系列功能学实验验证,发现cPLA2α低表达的干细胞亚群增殖速度减慢,细胞周期停滞在G0/G1期,处于一种相对静止的状态,细胞与细胞间粘附能力增加,侵袭迁移能力降低;而cPLA2α高表达的干细胞亚群,具有较高的增殖、克隆形成、侵袭转移及体外成球和体内成瘤能力,与细胞基质间的粘附增加,位于肿瘤组织侵袭的边缘;在此基础上,我们结合转录组芯片分析、Tet-on系统及质谱分析等方法,解析cPLA2α对不同干细胞亚群的调控机制,结果发现cPLA2α可调控不同肿瘤干细胞亚群的可逆转化,其通过介导PKCζ的磷酸化,进而反馈给Wnt/β-catenin信号通路,抑制β-catenin与E-cadherin之间的连接,使β-catenin从胞膜解离,刺激β-catenin转位入核,激活EMT过程,使原本静止的上皮型肿瘤干细胞向间质型转化;99例宫颈癌组织的临床病理分析和免疫组化染色结果进一步揭示了cPLA2α高表达的宫颈癌患者具有更高的转移复发率和更差的预后。不同肿瘤干细胞亚群的存在,以及以cPLA2α为核心诱导的肿瘤干细胞EMT的激活和可逆转化,可能是诱使肿瘤脱离休眠期或潜伏期,最终导致肿瘤转移复发的原因。针对cPLA2α可能为宫颈癌的干细胞靶向治疗提供新的靶点,为有效去除不同状态的肿瘤干细胞,降低患者的转移风险提供新的治疗方案和理论依据。