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目的:我国是食管癌高发区,其中90%是食管鳞状细胞癌。食管癌患者的预后一直不佳。而肿瘤干细胞(Cancer stem cells,CSCs)与肿瘤发生、发展、转移和治疗耐药性密切相关,可能是肿瘤治疗失败的重要原因。白细胞介素24(Interleukin 24,IL-24)具有广谱而特异的抗瘤活性,重组IL-24腺病毒可以抑制乳腺癌CSC的增殖,但对正常干细胞无影响。与重组IL-24腺病毒相比,重组人IL-24蛋白(recombinant human IL-24,rhIL-24)具有特异性强、毒性低、功能明确等优点,临床应用更具优势。本研究旨在明确rhIL-24对食管鳞癌CSC体内增殖的抑制作用,为将rhIL-24开发为一种可用于临床食管癌治疗的生物制剂提供实验依据。方法:首先,采用Hoechst33342染色的方法,检测ESCC细胞系KYSE450中是否有CSC的存在;采用无血清成球培养法来富集KYSE450细胞中的CSC亚群;并利用免疫荧光染色与流式细胞仪鉴定成球细胞中干性标志物(CD44、CD133、CD90、CD271)的表达,同时采用有限稀释法对其体内成瘤能力进行鉴定。其次,制备KYSE450-CSC的裸鼠皮下移植瘤,用分泌表达rhIL-24的工程细胞株FCHO/IL-24处理,分析rhIL-24对KYSE450-CSC体内增殖的影响,并通过检测KYSE450细胞表面IL-24受体(IL-20R1、IL-22R1和IL-20R2)的表达,探讨其可能的作用机制。最后,收集食管癌患者组织标本,免疫组化检测干性标志物(CD44、CD133、CD90、CD271)和IL-24表达水平,分析CSC标志物表达水平与患者临床信息的相关性,以及与IL-24表达水平的相关性;结果:(1)食管鳞癌细胞KYSE450中存在能外排Hoechst33342染料的细胞亚群,即肿瘤干细胞,经流式细胞仪检测其比例约为0.5%。(2)采用无血清成球培养法富集KYSE450中的CSC,流式检测结果表明,与贴壁细胞相比,KYSE450成球细胞干性标记物 CD44(**p<0.01)、CD133(*p<0.05)、CD90 和 CD271(*p<0.05)表达水平均上调。(3)KYSE450成球细胞的肿瘤起始频率(1/3523)明显高于贴壁培养的亲本细胞(1/62348)(**p<0.001)。(4)IL-24工程细胞株FCHO/IL-24可抑制KYSE450成球细胞的裸鼠皮下异位移植瘤的体内增殖。(5)细胞免疫荧光染色显示,KYSE450细胞表面有IL-24受体IL-20R1、IL-20R2和IL-22R1表达。(6)食管鳞癌组织标本中CD271和CD44表达水平更高;CD133高表达与患者病理分级正相关(*p<0.05),与患者生存时间负相关(**p<0.01)。(7)食管癌和食管鳞癌组织中IL-24与CD133表达水平正相关(*p<0.05)。结论:IL-24工程细胞株FCHO/IL-24能够抑制食管鳞癌细胞KYSE450中成球培养富集的肿瘤干细胞的体内增殖;食管癌组织中CD133的表达水平可能是食管癌患者预后的潜在指标。