目的肝细胞癌（简称肝癌）是中国第三恶性肿瘤死因,术后复发是制约患者长期生存的主要原因。肝癌干细胞被认为是肝癌复发的根源之一,近年来受到重视。本课题研究肝癌干细胞的分离、细胞生物学特性、药物抵抗及在趋化因子CXCL12介导下迁移特性,为防治肝癌复发提供新思路。方法根据肿瘤干细胞能够将胞核染料Hoechst33342排出细胞的特点,采用流式细胞仪分选肝癌细胞系HepG2及21例新鲜人肝癌组织中SP细胞,通过迁移、侵袭、增殖、成球培养、NOD/SCID小鼠成瘤实验,同时采用mRNA芯片进行HepG2 SP细胞基因表达谱检测,了解肝癌干细胞特性;采用微流控芯片建立台盼蓝及分子靶向药物索拉菲尼浓度梯度,探究其对HepG2 SP细胞及非SP细胞的不同作用结果;采用微流控芯片建立浓度梯度,研究趋化因子CXCL12介导HepG2 SP细胞及非SP细胞迁移特性;应用CXCL12受体CXCR4的特异性阻断剂AMD3100,研究CXCL12/CXCR4轴在肝癌干细胞迁移中的作用。结果在HepG2及18例新鲜人肝癌组织中获得了SP细胞,其在细胞群体中的比例为3.24±0.012%及3.43±0.025%。与非SP细胞相比,SP细胞具有更强的迁移、侵袭、增殖及在无血清环境中形成细胞球的能力,NOD/SCID小鼠皮下成瘤实验显示,HepG2 SP细胞注射500细胞/鼠3月后所有小鼠成瘤;非SP细胞注射1×106/鼠仅有1只小鼠成瘤。2例新鲜肝癌组织细胞分选SP细胞成瘤能力与HepG2 SP细胞无显著差异。SP及非SP细胞形成的肿瘤HE染色形态学未见明显差异。mRNA芯片共检测了42405个基因,与非SP细胞相比,SP细胞中3079个基因表达上调。在台盼蓝各个浓度中,HepG2 SP细胞存活率显著高于非SP细胞,同样浓度中细胞存活时间显著增高。在索拉菲尼浓度梯度中,HepG2 SP细胞抑制率显著低于非SP细胞,出现细胞抑制的时间显著迟于非SP细胞。显示肝癌干细胞对药物毒性抵抗能力较强。在微流控芯片建立浓度梯度中,HepG2 SP细胞显著向趋化因子CXCL12高浓度区域迁移,这一作用能够被CXCR4受体拮抗剂AMD3100抑制;同等条件下,非SP细胞未见显著迁移。结论SP方法能够相对可靠地分离肝癌干细胞;肝癌干细胞具有较高的侵袭、迁移、增殖、成瘤及药物抵抗特性;部分肝癌干细胞具有在趋化因子CXCL12介导下迁移的能力,该作用可以被AMD3100抑制。