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肿瘤干细胞具有自我更新、无限增殖和多向分化的潜能，是肿瘤起始、生长、复发、转移、耐药性产生的根源。肿瘤干细胞的研究对肿瘤的早期诊断、有效治疗、预后监测具有革命性的指导意义。
在国家自然科学基金委和中国科学院的大力支持下，中科院苏州纳米技术与纳米仿生研究所研究员朱毅敏课题组以筛选肺癌干细胞特异性结合多肽为基础，建立了一种不依赖于分子标志物的肺癌干细胞检测和分离方法，为肿瘤干细胞的研究奠定了实验基础。同时通过对多肽结合的肿瘤干细胞的microRNA表达谱进行分析发现，肿瘤干细胞存在不同的亚群，多肽可用于肿瘤干细胞亚群的研究，miRNA则可以作为肿瘤干细胞甚至是其不同亚群的生物标志物，相关工作发表于Cancer Lett, 351 (2014) 100-107。
由于针对不同肿瘤干细胞亚群的靶向治疗，可以使肿瘤治疗更加有效，符合当前个性化医疗的趋势，因此研究人员调研了肿瘤干细胞异质性产生的可能原因，研究异质性常用的工具，目前针对异质性采用的治疗策略，并对其进行了综合论述，希望能够为肿瘤干细胞异质性研究提供理论和实验上的依据，相关综述文献发表于Cancer Lett, 2015, 357 (1), 63-68。
该系列工作得到了国家自然科学基金（No. 81171451, 81372361 和30870683）、中国科学院的资助。