本发明提供了一种促进肿瘤干细胞分化的基因药物，所述基因药物包括一种目的基因为Nell-1基因的重组体。该基因药物可有效诱导肿瘤干细胞的分化，抑制肿瘤细胞增殖，降低肿瘤细胞的耐药性，提高药物敏感度，可以与化疗相结合应用，增强化疗疗效，而且本发明提供的基因药物毒副作用低，使用安全。其中，所述重组体的载体可以为表达质粒或病毒载体，优选为病毒载体，且病毒载体优选地选自腺病毒载体、单纯疱疹病毒载体、反转录病毒载体、腺伴随病毒载体、慢病毒载体中的一种，最优选为腺病毒载体。