食管癌是严重危害人类健康的常见消化道恶性肿瘤之一,其发病率在世界上位居恶性肿瘤的第七位,死亡率位于第六位。中国是食管癌的高发区,诊断的食管癌中90%是食管鳞状细胞癌(esophageal squamous cell carcinoma, ESCC)。近年来关于肿瘤干细胞成为了肿瘤研究领域的一个热点,已经从多种肿瘤组织中分离鉴定出了肿瘤干细胞,例如脑胶质瘤、乳腺癌、前列腺癌、结肠癌、胰腺癌等等,多数已经有明确的分子表面标记物,例如CD44、CD24、CD133等表面标记分子。除此之外,侧群细胞(side population cells, SP细胞)也是目前常用的分离和富集肿瘤干细胞常用的方法之一,已经有多种关于肿瘤细胞系中、甚至在新鲜组织样品分离出的了SP细胞,这些细胞具有肿瘤干细胞样的特性。本研究,使用了原代培养的食管鳞癌组织细胞为研究对象,既能够方便培养和操作,又能够更为真实的反映肿瘤细胞的特点。共获得3个来自患者的食管癌组织,均为鳞状细胞癌,通过原代培养的方法得到肿瘤细胞,进而用于SP的分析和进一步鉴定。通过SP分析,3个原代培养细胞中均存在SP细胞,比例大约在0.5-2.5%之间。通过化疗药物敏感性实验证实,来自原代食管癌细胞的SP细胞对化疗药物不敏感,并且ABC转运家族蛋白在SP细胞的表达中均明显高于non-SP细胞。体外的软琼脂集落形成实验表明SP细胞的集落形成能力高于non-SP细胞,进而通过移植瘤实验证实了SP细胞在小鼠体内的成瘤性高于non-SP细胞。也就是说,食管癌原代细胞中的SP细胞富集了肿瘤干细胞。为了进一步探讨SP细胞存在和维持的机制,我们使用了PI3K/Akt通路的特异性抑制剂,证实了PI3K/Akt通路对于SP细胞的存在和维持有重要作用。而这种作用可能是通过调节ABCG2的功能来实现的。而在PI3K/Akt通路发挥作用的过程中,PTEN的作用更为重要,而mTOR分子在这个过程中所起到的作用有限。综上所述,我们通过体外的原代培养获得了来自食管癌组织的细胞,首次以原代培养的食管癌细胞为研究对象,证实了其中的确存在SP细胞,并且这些SP细胞富集了肿瘤干细胞。进一步的研究表明,PI3K/Akt通路对维持食管癌原代细胞中SP细胞有重要的作用,可能通过调节ABCG2的功能来发挥作用。而PI3K/Akt信号发挥作用的过程中,PTEN相对于mTOR的作用更为重要,因此PTEN/PI3K/Akt调控了食管癌原代细胞中的SP细胞。