在肿瘤细胞中，Bmi-1呈高度表达状态，使肿瘤细胞不断更新成为癌症干细胞，其表达水平与肿瘤的发生、发展、侵袭、预后等病理指标相关。

多肿瘤抑制基因（INK4a/ARF/INK4b即CDKN2a位点，人类位于9p21)可同时编码三种蛋白质即p16INK4a 、p14ARF(啮齿类动物为p19ARF)和p15ARF，前两种蛋白正常有序的表达是维持细胞周期平衡的重要因素。p16INK4a通过cyclinD-CDK4/6-pRb-E2F使细胞停滞于G0/G1期，无法进入S期。p14ARF则通过MDM2-P53通路来调控细胞周期。Bmi-1是INK4a/ARF的上游调节因子，在转录水平负向调控INK4a/ARF的表达。具体机制还未研究清楚。当Bmi-1基因发生改变而导致INK4a/ARF基因功能失活时，将使上述通路永无休止的进行，最终可能导致细胞的癌变并维持癌细胞不断更新。