肺癌是极为常见的癌症,也是死亡率最高的恶性肿瘤。小细胞肺癌（small cell lung cancer,SCLC）是肺癌中恶性程度最高的肿瘤类型,约占肺癌的15%,具有进展快、转移早、易复发等高度恶性肿瘤的特点。目前SCLC的治疗主要是化疗和放疗,但治疗后容易复发。此外,免疫治疗、靶向治疗等未能使多数患者受益。因此,SCLC患者的生存预后极差,5年生存率约7%,迫切需要探索新的有效的治疗策略。神经元特异性烯醇化酶（neuron specific enolase,NSE）常被用于SCLC的辅助诊断、疗效判断和预后监测等方面,但NSE在SCLC中的功能及作用机制尚不明确。本研究旨在明确NSE在SCLC中的功能及作用机制,为SCLC患者的治疗提供新的有效的思路和方向。首先,我们通过流式细胞分析术发现NSE能够增加SCLC细胞中ALDHhigh的癌症干细胞比例;无血清球状克隆、细胞增殖和耐药等功能实验的结果表明NSE能够促进SCLC细胞的球状克隆形成、细胞增殖和耐药性;q RT-PCR和Western blot实验结果表明NSE能够促进SCLC细胞表达干性相关基因SOX2、Nanog、OCT4等;裸鼠皮下移植瘤实验发现NSE能够促进体内SCLC肿瘤生长。进一步通过RNA-seq及细胞功能等实验发现,NSE是通过NBL1激活BMP2/Smad/ID1途径,从而增强SCLC细胞的干细胞样特性;接着,通过Co-IP、Western blot等实验发现NSE能够通过糖酵解途径下调NBL1的表达并与NBL1相互作用,从而增强BMP2与其受体BMPR1A相互作用,激活BMP2/Smad/ID1途径。最后,在临床SCLC肿瘤组织中通过免疫组化实验及临床资料的分析发现NSE和ALDH1A1的表达水平成正相关,与NBL1表达水平负相关;NSE和ALDH1A1高表达、NBL1低表达与SCLC患者较短的生存期相关。本研究阐明了NSE增强SCLC干细胞样特性的作用及分子机制。NSE可能通过糖酵解途径抑制NBL1的表达并与NBL1相互作用,从而减弱NBL1对BMP2的竞争性抑制,增强BMP2与其受体BMPR1A的相互作用,进而激活BMP2/Smad/ID1途径,增强SCLC细胞的干细胞样特性,促进肿瘤细胞球状克隆形成、增殖、耐药和体内肿瘤生长。总之,本研究为SCLC患者的治疗提供了新的理论基础和潜在的生物靶点,具有重要的临床意义。