The present invention relates to a preparation for enhancing the antitumor activity of a chemotherapeutic agent against cancer including cancer stem cells, which contains at least one kind of branched-chain amino acid selected from isoleucine, leucine and valine or a salt thereof . The present invention also relates to an agent for treating cancer comprising cancer stem cells, which is a combination of at least one kind of branched chain amino acid selected from isoleucine, leucine and valine or a salt thereof and a chemotherapeutic agent. The present invention also relates to a pharmaceutical composition for preventing metastasis or recurrence of cancer including cancer stem cells comprising a combination of at least one kind of branched chain amino acid selected from isoleucine, leucine and valine or a salt thereof and a chemotherapeutic agent .본 발명은 이소류신, 류신 및 발린으로부터 선택되는 적어도 1종의 분기쇄 아미노산 또는 이의 염을 함유하는, 암 줄기세포를 포함하는 암에 대한, 화학요법제의 항종양 활성을 증강시키기 위한 제제에 관한 것이다. 또한, 본 발명은 이소류신, 류신 및 발린으로부터 선택되는 적어도 1종의 분기쇄 아미노산 또는 이의 염과, 화학요법제를 조합하여 이루어지는, 암 줄기세포를 포함하는 암을 치료하기 위한 제제에 관한 것이다. 또한, 본 발명은 이소류신, 류신 및 발린으로부터 선택되는 적어도 1종의 분기쇄 아미노산 또는 이의 염과, 화학요법제를 조합하여 이루어지는, 암 줄기세포를 포함하는 암의 전이 또는 재발을 예방하기 위한 제제에 관한 것이다.