背景与目的:肺癌是全球范围内发病率和死亡率最高的恶性肿瘤之一,对人群健康和生命安全具有重大威胁。非小细胞肺癌（Non-small-cell lung cancer,NSC LC）约占所有肺癌的80%。肿瘤干细胞（Cancer stem cells,CSCs）又叫肿瘤起始细胞（Tumor-initiating cells,TICs）,是存在于肿瘤组织中的具有干细胞样生物学特性（以下简称“干性”）的细胞亚群。肿瘤干细胞发生后可能参与肿瘤细胞更新、复发和转移、肿瘤滋养血管生成以及放化疗耐受性增加等恶性生物学行为。因此,研究肺癌干细胞（Lung cancer stem cells,LCSCs）“干性”维持机制,靶向LCSCs,对于降低肿瘤的耐药性、抑制其转移及复发、提高患者生存质量具有重要意义。线粒体丙酮酸载体（Mitochondrial pyruvate carrier,MPC）是丙酮酸穿越线粒体膜过程中发挥重要作用的蛋白,位于线粒体内膜上。人MPC是由MPC1以及MPC2组成的复合体,两者共同构成的异质二聚体调节丙酮酸进入线粒体基质的通量从而调控能量代谢。大量研究表明MPC1在肺癌中低表达,且表达水平与肺癌预后显著相关。研究方法:在本研究中,首先富集去分化肺癌干细胞球作为肺癌干细胞模型,探究了其代谢的变化,MPC1的表达水平以及胞内丙酮酸含量的改变,并探究了回补丙酮酸对于MPC1表达水平的影响以及肺癌干细胞“干性”水平改变,通过血清促分化探究了MPC1在肺癌干细胞分化过程中的表达变化;其次采用慢病毒转染建立了稳定敲低及过表达MPC1的NSCLC细胞系,验证了敲低及过表达MPC1对NSCLC细胞“干性”及增殖、侵袭、迁移等恶性生物学行为的影响;随后通过蛋白质谱检测找到能与MPC1相互作用的分子—肌红蛋白（Myoglobin,MB）,并通过免疫共沉淀证明了两者的相互作用以及MPC1-MB复合体的亚细胞定位,通过分离线粒体及细胞核,检测了在敲低及过表达MPC1情况下,线粒体上MB转位水平,以及在肺癌干细胞内MB的核转位情况;最后从MB的生物功能出发,聚焦于细胞氧化应激水平,检测了肺癌干细胞内线粒体超氧化物以及DNA损伤标记物表达水平。结果:1.MPC1在肺癌干细胞中低表达:（1）肺癌干细胞自噬水平增强;（2）肺癌干细胞处于慢性乏氧状态,MPC1在肺癌干细胞中呈明显低表达;（3）随着血清促分化时间延长,肺癌干细胞内MPC1表达水平总体升高,MPC1参与调控肺癌干细胞分化。2.MPC1影响NSCLC细胞侵袭、转移、增殖能力:（1）敲低M PC1后,H1299及H1975细胞侵袭、迁移能力增强,过表达MPC1后结果相反;（2）敲低MPC1增强H1299及H1975细胞克隆形成率增加,细胞增殖能力增强,过表达MPC1后结果相反;（3）敲低MPC1后H1299及H1975细胞上皮间质内转化（Epithelial-mesenchymal transition,EMT）相关指标N-cadherin、Slug表达上调,E-cadherin表达下调,细胞发生上皮间质内转化,过表达MPC1后结果相反。3.MPC1参与NSCLC“干性”维持:（1）敲低MPC1后,细胞“干性”标记物SOX2、CD133表达水平明显上调,过表达后上述标记物显著下调;（2）成球实验显示敲低MPC1后,肿瘤细胞球的直径与数目都明显高于对照组,过表达MPC1则抑制了细胞的成球能力。4.MPC1调控MB维持NSCLC“干性”:（1）Co-IP实验证实MPC1与MB相互作用;（2）敲低MPC1后MB在线粒体表达下调,核转位增加,在肺癌干细胞内MB胞核内表达上调,MPC1影响MB胞内定位;（3）MB胞核高表达抵御了胞内超氧化物对胞核遗传物质的攻击,MPC1调控MB核转位影响肺癌干细胞DNA损伤修复。结论:在肺癌干细胞中,慢性乏氧环境以及MB的高表达抑制线粒体超氧化物的产生,MPC1的低表达通过与MB的相互作用降低了MB的线粒体转位,并同时介导MB进入细胞核,抵御细胞内超氧化物对细胞核内遗传物质的攻击,促进肺癌干细胞逃逸,造成肿瘤的复发转移。靶向MPC1降低肿瘤干细胞“干性”,促进肿瘤干细胞分化,有望成为肿瘤治疗新靶点。