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目的白血病干细胞(leukemia stem cells, LSC)具备无限的自我更新和高度增殖的能力以及多种分化潜能,可以在化疗中生存下来,成为白血病耐药及复发的根源,而造成这种现象的主要原因是绝大部分LSC处于静止(GO)期,常规抗癌药物对其低效或无效。本研究通过靶向静止/休眠状态LSC细胞周期调控,探讨α-干扰素(IFN-a)体外能否激活静止期LSC进入细胞增殖周期和提高LSC对抗癌药物的敏感性,以及应用IFN-a和其它抗癌药物联合、最大限度地杀灭LSC来提高对白血病的治疗效果的可行性。方法以药物敏感的白血病K562细胞及其耐药的K562/ADM细胞作为靶细胞,采用免疫微磁珠法分选纯化LSC；光学显微镜原位观察细胞的形态学改变；透射电镜观察细胞超微结构；胎盘兰染色检测LSC存活度;MTT比色法检测细胞增殖活性；流式细胞术检测LSC细胞纯度、细胞周期分布、细胞凋亡、群体细胞中LSC的含量及凋亡,以及Ki-67蛋白的表达；实时荧光定量RT-PCR法检测细胞内P53mRNA的表达。结果1白血病干细胞的分选及特性白血病细胞K562细胞和K562/ADM细胞经免疫磁珠法分离纯化,以CD34+CD38-CD123+为标记的LSC的纯度和活度均可达到90%以上,G0/G1期细胞比例超过90%。与分选前的K562和K562/ADM群体细胞相比,细胞形态呈现体积较小,核／浆比例大,染色质致密,呈淋巴细胞样；在超微结构上,LSC呈核／浆比较大,异染色质较多。从细胞形态上证明免疫磁珠法分选出的LSC符合干细胞的形态特征,细胞处于相对增殖不活跃状态。2IFN-α增强阿霉素的细胞增殖抑制和凋亡诱导效应IFN-a与阿霉素联合作用,明显增强阿霉素对K562细胞增殖抑制作用。Annexin V/PI染色显示IFN-a与阿霉素联合,诱导细胞凋亡的作用明显高于阿霉素单用。IFN-a与阿霉素联合作用,显著增强阿霉素对K562/ADM细胞的增殖抑制作用和阿霉素对K562/ADM细胞凋亡诱导效应,且作用效应要高于K562细胞。提示IFN-a促进K562细胞和K562/ADM细胞对阿霉素的敏感性。IFN-a增加LSC对阿霉素的敏感性,与阿霉素联合应用可增强阿霉素对LSCk562(来源于K562细胞群的LSC)细胞的凋亡诱导效应。IFN-a与阿霉素联合作用后,K562细胞群体中凋亡的LSC (CD34+CD38-CD123+Annexin V+)较阿霉素单用增加约25%,而分选纯化的LSCK562对阿霉素的凋亡敏感性提高约20%。IFN-a与阿霉素联合作用后,明显提高K562/ADM细胞群体中凋亡LSC和分选纯化的LSCk562/ADm(来源于K562/ADM细胞群的LSC)细胞对阿霉素的敏感性。提示IFN-a可通过驱使LSCk562和LSCk562/ADM细胞进入细胞增殖周期而增强对阿霉素的敏感性。3IFN-a改变细胞的周期分布和增殖状态不同剂量的IFN-a作用后,K562细胞G0／G1期和S期细胞数,以及Ki-67蛋白的表达略有增高,但不明显。但IFN-a可改变K562/ADM细胞的细胞周期分布,G0／G1期细胞减少,S期细胞数和Ki-67阳性细胞数明显增加。lxlO5IU/ml的IFN-a作用后,LSCk562细胞G0／G1期细胞数降低,而S期细胞的数量增加；在LSCk562细胞中Ki-67阳性细胞数提高1.6倍。同样IFN-a显著降低来源于K562/ADM细胞群的LSC (LSCk562/ADm)的G0／G1期细胞数和增高S期细胞数；Ki-67阳性LSCk562/ADM细胞数增高2.2倍。4IFN-a抑制细胞P53基因的表达从K562细胞和K562/ADM细胞中分选出的LSCK562细胞、LSCK562/ADM细胞,经IFN-a和阿霉素联合作用48h后,LSCk562细胞内P53mRNA降低为对照的43%、33%和9%,而LSCK562/ADM细胞则分别为对照的21%、24%和61%。结论IFN-α通过调控P53基因表达和细胞周期,激活耐药性白血病K562/ADM细胞及其药物敏感的亲本K562细胞以及相应白血病干细胞群中的静止／休眠期细胞进入细胞增殖周期,增强细胞对细胞周期特异性抗癌药物阿霉素的敏感性；IFN-α对K562/ADM耐药细胞群体及其白血病干细胞的增敏效应高于亲本K562细胞群体及其白血病干细胞。