恶性肿瘤是当前影响人类生活质量的主要疾病之一。虽然肿瘤治疗的研究已经开展了上百年，但是目前肿瘤治疗仍存在很多尚未攻克的难题，如肿瘤的早期临床诊断、术后的复发和转移等。近年来，关于肿瘤干样细胞(Cancer Stem-likeCells，CSCs)的学说引起了学术界的广泛关注。相继发表的研究成果表明白血病和实体瘤中存在少数具有更强成瘤能力的细胞。它们具有自我更新、无限增殖能力、能产生不同分化程度的子代细胞并容易在免疫缺陷小鼠中形成肿瘤。研究结果也发现辐射会导致肿瘤细胞群体中CSCs早期富集效应，其中CSC的抗辐照特性是辐照后CSCs富集的原因之一。此外，辐射诱导的旁观者效应(RadiationInduced Bystander Effect，RIBE)的发现表明辐射后生物响应区域显著大于其物理作用范围，说明RIBE在放疗中产生的效应可能会影响放疗的疗效。因此，从直接辐照和辐照诱导的间接旁效应方面研究CSCs与肿瘤非干样细胞(NonStem-like Cancer Cells，NSCCs)对辐射的响应有利于认识和了解临床治疗中肿瘤的放疗抗性，为攻克肿瘤的放疗抗性提供依据。本文主要以永生化细胞系中存在的CSCs和NSCCs为研究对象，研究它们对直接辐照和间接旁效应所产生的生物学效应，具体的工作有以下四个方面:　　(1)优化分选CSCs的实验条件。实验中通过比较三种常用细胞消化液trypsin、trypLE、accutase在37℃和室温下对乳腺癌细胞系MCF-7中CSCs表面标记蛋白CD44和CD24的切割效应，发现室温下accutase对于细胞表面标记蛋白CD44的损伤最小，进而通过体外悬浮成球实验进行了功能学验证。于是，建立了室温下accutase消化MCF-7贴壁细胞5 min的流式检测基于表面标记蛋白标记CSC的制样方法。　　(2)在质子和γ射线直接辐照诱导SW620细胞群体中CSCs早期的富集效应及其机理研究实验中，通过比较质子和γ射线辐照对SW620细胞群体中CSCs早期的富集效应，发现γ射线直接辐照肿瘤细胞后会导致群体中CSCs显著富集。而质子辐照在肿瘤细胞群体中产生的CSCs富集效应并不显著。说明具有不同传能线密度(Linear Energy Transfer，LET)的射线辐照肿瘤细胞会产生不同的CSCs早期富集效应。进一步通过研究γ射线直接辐照CSCs与NSCCs后其细胞体内活性氧(Reactive Oxygen Species，ROS)、线粒体质量以及DNA损伤差异，揭示了γ射线直接辐照诱使肿瘤细胞群体中CSC的早期富集与CSC有效修复辐射所致损伤相关。　　(3)对γ射线诱导产生的间接旁效应促使SW620和MCF-7肿瘤细胞群体中CSCs早期富集及其机理展开了研究。研究发现γ射线诱导产生的间接旁效应促使SW620和MCF-7肿瘤细胞群体中CSCs早期富集。通过研究CSCs与NSCCs对γ射线诱导产生的间接旁效应信号的产生与响应，以及NSCCs向CSCs的转化，揭示了间接旁效应导致CSCs早期富集的机理。其中造成CSCs早期富集的机理主要包含两方面因素:一方面CSCs由于具有有效修复损伤的能力从而使其在RIBE信号的产生与响应中都显著小于NSCCs，导致RIBE信号刺激下CSCs的凋亡率显著低于NSCC，造成肿瘤细胞群体中CSC的早期富集;另一方面RIBE中信号分子转化生长因子(TGF-β1)，激活了上皮细胞向间质细胞的转化（Epithelial to Mesenchymal Transition，EMT）通路导致了RIBE加速NSCCs向CSCs转化。因而，造成细胞群体中CSCs数量增加。　　(4)进一步研究了NSCCs与CSCs之间的相互转化以及γ射线直接辐射对相互转化的影响。通过分选出肿瘤细胞系中CSCs与NSCCs，并长期培养未经辐照和辐照后的CSCs与NSCCs，结果显示分选得到的NSCCs群体中CSCs的比例逐渐升高并在后期稳定于原始细胞系中CSCs的比例。表明CSCs与NSCCs之间具有内在的转化平衡。而γ射线辐照后，CSCs与NSCCs群体中CSC的最终平衡比例仍与原始细胞系一样，表明CSCs与NSCCs最终的转化平衡并不受辐照的影响。而进一步的研究表明TGF-β1诱导的EMT在NSCCs与CSCs的转化平衡中起着重要的作用。　　本论文通过以上的工作从研究体系的构建、辐照对CSCs与NSCCs损伤效应的研究以及CSCs与NSCCs相互转化和辐照对相互转化的影响等方面对辐射诱导的肿瘤细胞中CSCs早期富集效应进行了系统的研究。