肿瘤组织由异质性细胞组成,其中肿瘤干细胞是肿瘤组织中的一小部分具有干细胞性质的细胞群体,具有自我更新能力和多潜能性。它们在肿瘤的发生、发展以及肿瘤形成过程中扮演了极为重要的角色。线粒体是细胞的能量工厂,在细胞增殖、凋亡、钙离子平衡等众多生理、生化活动中起着基础性的作用。线粒体的结构和功能异常可能与恶性肿瘤的发生和进展密切相关,但是详细的作用机制还有待进一步的研究。对肿瘤干细胞线粒体能量代谢以及相关膜电位的测定,将有助于我们全面地了解恶性肿瘤的发生、发展和复发。但是,目前准确测定细胞线粒体的膜电位(△Ψ)在技术上还存在一定的难度。本论文利用结直肠癌HT29细胞系的肿瘤干细胞表面特异性标记CD44分离培养出结直肠癌肿瘤干细胞;利用激光共聚焦显微镜、流式分选结合免疫荧光染色技术,对结直肠癌肿瘤干细胞和非干细胞中线粒体数量、空间分布、膜电位、线粒体呼吸链活性以及线粒体运动进行研究,并成功建立了 MitoTracker Red CMXRos流式检测线粒体膜电位的新方法。研究结果显示肿瘤干细胞中线粒体以绕核分布为主、非干细胞的线粒体在细胞质中聚集分布;肿瘤干细胞中线粒体的数量显著高于非干细胞;JC-1流式与激光共聚焦显微镜检测发现肿瘤干细胞具有高于非肿瘤干细胞的线粒体膜电位,MitoTracker Red CMXRos的流式细胞仪检测进一步验证了该结果;肿瘤干细胞中线粒体呼吸链复合物Ⅳ表达量显著高于非干细胞。综上实验结果揭示结直肠癌HT29肿瘤干细胞线粒体具有显著不同于非干细胞的能量代谢特征。