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乳腺癌是发生在乳腺上皮细胞的恶性肿瘤。乳腺癌异质性是恶性乳腺肿瘤的特征之一。在乳腺癌发生发展过程中,细胞经过多次分裂增殖,出现了增殖速度,转移能力,对药物的敏感性,血管生存能力和预后等性质不同的细胞亚群。乳腺肿瘤干细胞由一部分具有干性特征的肿瘤细胞亚群组成,具有与正常干细胞一样的自我更新能力和多向分化潜能,并能产生异质性乳腺肿瘤。因此研究乳腺肿瘤干细胞的发生发展分子机制显得尤为重要。转录因子FOXM1是由FOXM1基因编码产生的能识别RYAAAYA特定核苷酸序列,在肿瘤发生发展过程中起着重要的作用。在肿瘤细胞中,转录因子FOXM1主要参与细胞周期G1/S期和G2/M期的转变和M期的进程,调控细胞周期和DNA损伤修复,促进血管生成和细胞迁移等生理过程。本文研究的主要目的是探究转录因子FOXM1是否参与了乳腺肿瘤干细胞发生、发展的调控,及其在这过程中可能的作用机制。为探究转录因子FOXM1是否参与乳腺肿瘤干细胞的发生,我们运用流式分析发现乳腺癌MDA-MB-436细胞中ALDH1+细胞亚群含量明显多于MCF-7细胞中ALDH1+细胞亚群含量,并且FOXM1在乳腺癌MDA-MB-436细胞中的表达量明显高于MCF-7细胞。同时通过FOXM1在MDA-MB-436细胞与MCF-7细胞的表达量分别对比MDA-MB-436细胞与MCF-7细胞的微球体形成能力和FOXM1在ALDH1+细胞亚群与ALDH1-细胞亚群中表达量的差异,建立了转录因子FOXM1的表达水平与乳腺肿瘤细胞干性水平的相关性。除此之外,通过考察转录因子FOXM1表达水平在乳腺癌MDA-MB-436 ALDH1+细胞亚群,ALDH1-细胞亚群和MDA-MB-436亲本细胞中表达量的差异和MDA-MB-436细胞微球体培养样本与MDA-MB-436正常培养中表达量的差异,发现FOXM1在乳腺癌肿瘤干细胞亚群中的表达上调。与此同时,构建表达hFOXM1和hFOXM1shRNA的慢病毒表达体系,并分别感染乳腺癌MCF-7细胞和MDA-MB-436细胞,发现高表达FOXM1可以促进乳腺癌MCF-7细胞干性的增强,而降低FOXM1表达水平可使MDA-MB-436细胞干性降低。为探究转录因子FOXM1参与乳腺肿瘤干细胞调控机制,我们基于FOXM1启动子序列构建了 Lv-PFOXM1/EGFP慢病毒体系示踪细胞内FOXM1的表达,将此慢病毒分别感染乳腺癌MCF-7和MDA-MB-436细胞,并采用流式分选技术成功地在FOXM1表达量高的乳腺癌MDA-MB-436细胞中分离出了乳腺癌MDA-MB-436-FOXM1Low细胞亚群和MDA-MB-436-FOXM1High细胞亚群,进一步实验发现乳腺癌MDA-MB-436-FOXM1Low细胞亚群干性能力明显低于MDA-MB-436-FOXM1High细胞亚群。通过转录组测序比较乳腺癌MDA-MB-436-FOXM1Low细胞亚群和MDA-MB-436-FOXM1High细胞亚群在转录组表达水平之间的差异,发现乙醛脱氢酶ALDH1A2在MDA-MB-436-FOXM1High细胞亚群中高表达,分子和细胞生物学水平实验进一步研究发现转录因子FOXM1可直接与ALDH1A2启动子-555 to-549,-239to-233两个位点结合参与ALDH1A2基因的表达调控。运用Protein Atlas数据库,TCGA数据库和Kaplan-MeierPlotter数据库分析发现FOXM1在临床乳腺癌样本中高表达,并且FOXM1表达与临床预后存在负相关性,发现临床乳腺癌病人FOXM1高表达促进乳腺癌的发生发展。本研究发现转录因子FOXM1对乳腺肿瘤干细胞特性的形成具有促进作用,抑制FOXM1的表达乳腺肿瘤干细胞特性表现降低。乳腺癌细胞中存在着FOXM1表达水平不同的细胞亚群,且FOXM1高表达的乳腺癌细胞亚群具有肿瘤干细胞的特征。转录因子FOXM1可直接通过调节乙醛脱氢酶ALDA2基因的表达参与乳腺肿瘤干细胞干性的调节。