细胞凋亡，是细胞程序化死亡(ProgrammedCellDeath)的一种，是机体发育和维持内环境稳定所必需的，它与许多的疾病相关，是一个严格受到基因调控的过程。Bcl-2家族蛋白在细胞凋亡过程中起着重要作用，而Bax和Bak是调节细胞凋亡和细胞色素C释放的关键分子，如果缺失Bax和Bak，细胞将会对许多的凋亡刺激产生很大抗性。Bax和Bak双缺失的细胞，其线粒体相关的凋亡机制都保持完整。我们首先采用药物筛选的方法，筛选出一批可以诱导Bax和Bak双缺失细胞发生凋亡并引起该细胞细胞核皱缩的小分子化合物，其中包括棉酚。棉酚可以大量提取得到并且具有很大的临床应用潜能，因此我们对其诱导细胞凋亡的机制做了进一步的研究。 目前认为，Bax/Bak激活和线粒体通透性孔道(MitochondrialPermeabilityTransitionPore，mPTP)开放是介导线粒体细胞色素C的释放的两个重要的机制。我们研究表明棉酚能够诱导Bax和Bak双缺失的细胞发生凋亡和细胞色素C释放。而且这一过程也不能被mPTP的抑制剂CyclosporineA(CsA)和Bongkrekicacid(BA)所抑制，提示棉酚并没有作用于mPTP。体外分离的小鼠肝脏线粒体实验也表明棉酚诱导mPTP非依赖的细胞色素C释放。我们的结果说明棉酚诱导的细胞色素C释放既不依赖Bax/Bak，也不依赖mPTP。 我们进一步的研究表明棉酚能够通过与Bcl-2/Bcl-xL相互作用进而影响他们的功能。首先，NMR和荧光偏振取代实验(fluorescencepolarizationdisplacementassay,FPA)结果都表明棉酚能够直接与Bcl-xL蛋白发生相互作用，引起其BHl，BH2和BH3等处的氨基酸化学环境发生改变。分子模拟结果表明棉酚能够结合到Bcl-2的BH1，BH2和BH3形成的疏水口袋，影响其结构。那么是棉酚与Bcl-2/Bcl-xL的相互作用以及对其抑制功能就能引起Bax和Bak双缺失的细胞凋亡吗?我们比较了已经报道的Bcl-2和Bcl-xL的抑制剂来分析棉酚诱导细胞凋亡的机制。实验结果表明，Bax和Bak双缺失的细胞使用Bcl-2/Bcl-xL抑制剂HA14-1和chelerythrine处理后并不发生凋亡，同时也检测不到细胞色素C的释放。体外分离线粒体实验结果表明，它们能够作用于小鼠肝脏分离的线粒体并引起线粒体细胞色素C释放和膜电位的降低，而且可以引起mPTP的开放。CsA可以抑制它们诱导的mPTP的开放和膜电位的降低，说明它们是通过mPTP开放来诱导线粒体功能改变。而棉酚则不同，它不是通过影响线粒体开放性孔道开放起作用的。 棉酚处理Bax和Bak双缺失的细胞，特异性抗体免疫共沉淀结果表明棉酚能够诱导Bcl-2的构像变化。已经有文献报道Bcl-2可能通过这种构像变化来改变其抗凋亡功能，所以我们推测棉酚的诱导凋亡作用与Bcl-2的构像变化相关。而且体外的脂质体实验也表明了，Bcl-2/Bcl-xL能够介导棉酚诱导的细胞色素C释放。 为了进一步说明棉酚诱导Bcl-2构象变化并不限于Bax和Bak双缺失的细胞，我们使用棉酚处理Bcl-2高表达细胞。结果发现棉酚能够诱导Bcl-2/Bcl-xL高表达的IM-9细胞发生凋亡，并引起细胞色素C释放和膜电位的降低以及细胞内Caspase-3的激活和其底物PARP的切割，却没有引起细胞内Bax和Bak的活化。我们检测到在线粒体细胞色素C释放的同时Bcl-2的构像也发生了变化。我们进一步做了裸鼠实验，结果表明棉酚也能够抑制Bcl-2高表达细胞在裸鼠体内的肿瘤生长，但对荷瘤小鼠的生长和活动没有太大的影响。因为许多癌症细胞都存在Bcl-2/Bcl-xL的高表达，所以，棉酚对于Bcl-2高表达细胞的诱导凋亡作用，也能体现它的临床应用价值。 我们利用IM-9细胞为模型进行了棉酚诱导凋亡机制的研究，说明了棉酚可以诱导线粒体通透性孔道开放非依赖的细胞凋亡和细胞色素C释放，同时也不依赖于细胞内ROS的产生。但是，在这种原初细胞中棉酚可以通过诱导Bax的活化来进一步引起细胞凋亡。 棉酚是一个多酚的化合物，最初被用做男性避孕药，但近年来研究表明它对多种癌症细胞都具有抗增殖和抗转移作用。而研究表明诱导细胞凋亡是其抑制肿瘤细胞的主要作用机制之一。本文主要研究了棉酚诱导细胞凋亡的分子机制以及Bcl-2和Bcl-xL等抗凋亡蛋白在棉酚诱导的细胞凋亡过程中的作用。综上所述，我们发现棉酚以一种新的不依赖于细胞内Bax和Bak促凋亡蛋白，也不依赖于mPTP的机制诱导细胞色素C释放。其中促凋亡蛋白Bcl-2/Bcl-xL在棉酚诱导的细胞凋亡中起着很重要的作用，棉酚不仅可以通过相互作用直接的抑制其抗凋亡的功能，也可以促进其构像变化影响其功能。