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目前,针对肺癌分子分型中特定癌驱动基因的靶向治疗取得了显著的进步,以吉非替尼为代表的表皮生长因子(epidermal growth factor receptor,EGFR)酪氨酸激酶抑制剂(tyrosine kinase inhibitor,TKI)靶向药物可极大的缓解EGFR敏感型活化突变非小细胞肺癌(non-small cell lung cancer,NSCLC)患者的临床症状,延长其无进展生存期(progression-free survival,PFS)。然而,该类药物的临床应用最终不可避免的出现耐药现象,肿瘤的耐药和复发成为TKI类药物在临床使用的最大障碍。在肿瘤细胞的表型中,耐药是一种重要的表型特征。吉非替尼类TKI的耐药机制包括癌驱动基因的二次突变、癌通路的旁路构建、组织学转变及上皮间质转化(epithelial-mesenchymal transition,EMT)等等,而肿瘤微环境因素和肿瘤干细胞(cancer stem cells,CSCs)的存在被认为是产生耐药现象的关键要素而广受关注。肿瘤的微环境对于肿瘤细胞的耐药等多种表型有十分重要的影响。实体肿瘤组织内部由于供血相对落后而存在低氧现象。低氧环境被发现与肿瘤细胞的生存、增殖、凋亡、迁移及浸润等均相关,可促进肿瘤的恶性程度。与此同时,在肿瘤的治疗过程中肿瘤微环境常伴有炎性特征。为此,本课题对实体瘤肺癌中的低氧微环境及相关炎症因子在吉非替尼获得性耐药的作用和调控机制进行了研究,并对肿瘤微环境相关的耐药机制在EGFR-TKI天然和获得性耐药NSCLC细胞中的作用做了深入的探讨。本研究采用ALDEFLUOR法检测了乙醛脱氢酶(aldehyde dehydrogenase,ALDH)作为CSCs的标记在不同突变的NSCLC细胞中的分布,利用体外成球法对ALDH阳性细胞肿瘤球形成能力进行验证。使用吉非替尼与低氧环境对肺癌细胞进行作用,以研究其对肺癌细胞表型的影响。利用细胞生长、细胞周期、Western等实验方法观察了细胞生物学特性的变化及相关信号通路的表达。进一步利用RNA-seq技术检测并比较了低氧环境与吉非替尼作用后的NSCLC细胞与ALDH阳性NSCLC细胞之间转录本表达差异。从中筛选到IL-6为重要的耐药性相关基因,并对IL-6的功能及临床预后意义进行了研究。最后通过测序、荧光原位杂交、细胞免疫荧光等实验技术探讨了肿瘤微环境相关耐药机制在EGFR天然和获得性耐药NSCLC细胞中的作用。研究结果表明:1.肿瘤微环境中的低氧因素和吉非替尼的共同作用可通过激活EMT通路协同提高NSCLC细胞对于吉非替尼的耐药性,并伴随着ALDH阳性细胞和静息期细胞的增多。IL-6在吉非替尼的耐药性及ALDH阳性细胞中具有重要作用。2.对肿瘤微环境中炎症因子IL-6的功能研究发现,IL-6可通过JAK-STAT3信号通路对细胞进行作用,并激活细胞的EMT通路,提高ALDH的表达。IL-6的表达强度与临床总体生存负相关。3.肿瘤微环境中EMT激活伴随ALDH阳性CSCs升高的耐药机制存在于EGFR-TKI天然和获得性耐药NSCLC细胞中。上述研究揭示了肿瘤微环境中低氧因素和炎症相关因子在吉非替尼耐药性的产生中起到了重要作用,该作用主要是通过EMT的激活与ALDH阳性肺癌干细胞样细胞的富集进行的。合理的选择针对肺癌细胞具体耐药机制的治疗策略对临床治疗具有重要意义。该研究为EGFR-TKI耐药性的产生提供了新的视角,对未来非小细胞肺癌的治疗策略的选择提供了新的思路。