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[目的]研究K562细胞株中干细胞的生物学特性,探讨As2O3对白血病K562细胞株干细胞可能的作用和机制。[方法]采用流式细胞仪检测K562细胞株中CD38的表达,CD34MicroBeads标记的免疫磁珠分选方法从K562细胞株中分选CD34阳性和阴性细胞亚群,流式细胞仪检测两群细胞与亲本细胞CD34、 CD38表达,细胞周期,耐药蛋白(p-gp, BCRP)的差异；甲基纤维素克隆培养观察细胞集落形成能力；实时荧光定量RT-PCR检测BCR-ABL、 ABCG2、 MDR1、 PML、 BCL-2、 P53、MDM2基因在上述细胞亚群中的表达；进一步采用改良MTT法检测分选CD34阳性细胞及亲本细胞对As2O3的敏感性及As2O3对K562细胞、分选CD34阳性细胞、K562/A02细胞的增殖抑制作用；Annexin V-FITC/PI双染法及PI单染法流式细胞仪分别检测As2O3对三种细胞凋亡及分选阳性细胞细胞周期的影响；实时荧光定量RT-PCR检测As2O3对K562细胞及分选阳性细胞BCR-ABL、 PML、 BCL-2、P53、 MDM2mRNA表达的作用。[结果]分选前K562细胞株中CD34(1.27±1.17%)、CD38(1.57±1.40%)表达均较低,采用CD34微粒磁珠标记免疫磁珠分选后,分选阳性细胞中CD34的表达为55.8±20.49%,CD38为23.83±20.22%,明显高于分选阴性细胞(CD34：0.20±0.17%,CD38：1.53±0.72%)(CD34P<0.05,CD38P>0.05)；经培养1周后的分选阳性细胞CD34的表达(41.05±0.05%)有所下降,CD38表达无明显变化(1.82±0.11%)(P>0.05)；分选阳性细胞大多处于静止期(G0/G1期：54.83±0.76%),明显高于K562细胞(36.97±9.05%)及分选阴性细胞(39.20±7.80%)(P<0.05)；经培养1周后,分选阳性细胞处于G0/G1期的比例(45.13±0.78%)有所减少(P>0.05)；分选阳性细胞P-gp (26.23±8.77%) BCRP的表达(15.0±1.80%)明显高于K562细胞(P-gp:3.43±1.44%, BCRP:1.97±0.97%)及分选阴性细胞(P-gp:3.02±2.94%, BCRP:0.63±0.31%)；分选阳性细胞具有较强体外克隆形成能力,集落形成数目(79.50±18.96)显著高于K562细胞(13.67±10.97)及分选阴性细胞(7.83±5.53)(P<0.05)；与K562细胞及分选阴性细胞相比,分选阳性细胞高表达MDR1、 ABCG2、 P53、 BCL-2、 PML、 MDM2mRNA,低表达BCR-ABL mRNA,经统计学分析,P<0.05,差异具有统计学意义。以2-8umol/L浓度的As203分别干预K562细胞、分选阳性细胞、K562/A02细胞24h,48h,72h,可明显抑制三种细胞的增殖,以8umol/L72h作用最为明显,具有明显的时效、量效关系,但对分选阳性细胞的抑制作用低于K562及K562/A02细胞,P<0.05,差异有显著性；As203可诱导三种细胞发生凋亡、坏死,以8umol/148h作用为甚,具有一定的时效和量效关系,但相同条件下,分选阳性细胞的凋亡坏死率高于K562及K562/A02细胞,而后两者作用基本相近,以24h、48h最为明显,P<0.05,差异有显著性；As203可减少分选阳性细胞GO/G1期细胞的比例,作用时间短时(24h)主要增加G2/M期的比例,作用时间较长时则为S期,以24h、48h作用明显；相同条件下As2O3可上调分选阳性细胞BCR-ABL (P210) mRNA表达,具有一定的时间及剂量依赖关系,以48h,8umol/L作用明显；但下调K562细胞及分选阴性细胞BCR-ABL mRNA的表达,两者作用相近,对K562细胞的作用有较明显的时间剂量依赖性,以48h,4umol/L最为明显,而对分选阴性细胞的作用有一定剂量依赖性,以2,4umol/L作用明显；相对于阴性对照而言,相同条件下As203可下调分选阳性细胞及K562细胞PML、 P53、 BCL-2、 MDM2的mRNA表达,具有一定剂量依赖关系。[结论]1.K562细胞株中存在一小群CD34+细胞,低表达CD38,与K562细胞及分选阴性细胞相比,大多处于静止状态,高表达耐药蛋白p-gp和BCRP,具有较强的体外克隆形成能力,高表达MDR1、 ABCG2、 P53、BCL-2、 PML.MDM2mRNA,低表达BCR-ABL,表明K562细胞株中分选阳性细胞富含与白血病耐药、复发相关的白血病干细胞；2.As20。可能通过下调分选阳性细胞P53、 BCL-2、 PML、 MDM2mRNA的表达,减少G0/G1期的细胞比例,部分阻滞于S、G2/M期,进而抑制细胞增殖,促进细胞凋亡坏死而发挥抗肿瘤作用,具有一定的时效、量效关系。