鬼臼毒素(Podophyllotoxin, PPT)是一种具有天然活性的木质素类(lignans)化合物,近年来许多研究表明鬼臼毒素是非常重要的抗肿瘤药物的先导化合物,其衍生物的抗肿瘤活性研究一直备受关注。本课题对鬼臼毒素、苦鬼臼毒素(Picropodophyllotoxin, PPP)及4去甲基鬼臼毒素(4-demethyl-podophyllotoxin,4DPG)的抑制细胞生长作用进行了研究,并探讨了鬼臼毒素抗肿瘤活性的细胞分子机制。我们的研究结果显示鬼臼毒素、苦鬼臼毒素及4去甲基鬼臼毒素对人正常肝细胞QSG7701、肝癌细胞SMMU7721以及宫颈癌细胞HeLa的生长有不同程度的抑制作用,其中苦鬼臼毒素对上述三种细胞的生长抑制作用最差,半致死剂量为500nM,4去甲基鬼臼毒素次之,半致死剂量为48nM,鬼臼毒素对肿瘤细胞生长的抑制作用最显著,半致死剂量最低,仅24nM；在此基础上又选了几种不同类型细胞系：正常细胞如小鼠成纤维母细胞NIH/3T3和肿瘤细胞：人白血病细胞Jurkat、多形性成胶质细胞瘤细胞T98G、神经胶质瘤细胞SH-SY5Y等,证明了鬼臼毒素及其衍生物4去甲基鬼臼毒素具有比较广的抗肿瘤谱。由于鬼臼毒素对HeLa细胞的生长抑制作用最为显著,我们对鬼臼毒素抑制HeLa细胞的生长的细胞分子机制进行了研究：发现鬼臼毒素作用下HeLa细胞的细胞核形成凋亡小体,细胞骨架在细胞内的分布也随之发生变化：通过流式细胞术检测了HeLa细胞在鬼臼毒素作用下发生细胞凋亡、线粒体膜电位以及细胞周期的变化情况,发现HeLa细胞在24nM鬼臼毒素作用48h后发生细胞凋亡,线粒体膜电位于24h开始发生变化,细胞周期阻滞于G2/M期；对Jurkat细胞的研究发现,鬼臼毒素对它的抑制作用机制与HeLa基本一致。通过蛋白质组学方法研究鬼臼毒素对HeLa细胞的蛋白质表达的影响情况,经过分析鉴定发现7种蛋白表达量发生了明显改变,其中钙网蛋白、蛋白质二硫键异构酶、肝癌源生长因子以及内质网钙结合蛋白四种蛋白表达量减少,核仁磷酸蛋白、磷酸丙糖异构酶以及超氧化物歧化酶1的表达量增加。为进一步验证蛋白质组学结果以及鬼臼毒素引起细胞凋亡的细胞分子机制,我们通过实时荧光定量PCR检测了鬼臼毒素作用下HeLa细胞中CRT、NPM、Bcl-2、Bax和Bcl-XL这5个基因表达的变化情况,并且利用蛋白免疫印迹技术对相应的蛋白水平进行了检测,结果表明转录水平与蛋白质水平的变化相一致,CRT(CRT)下调、NPM(NPM)上调,Bax (Bax)上调,Bcl-2(Bcl-2)下调。综上所述,我们认为鬼臼毒素对细胞的杀伤作用是通过影响多种细胞信号通路来实现的。此外,为了克服鬼臼毒素对正常细胞的细胞毒性作用,本课题建立了通过高效液相色谱分离检测鬼臼毒素和鬼臼毒素二硫键连接载体的实验方案,证明了通过二硫键连接在载体上的的鬼臼毒素分子能够在谷胱甘肽(GSH)作用下通过二硫键断裂释放鬼臼毒素,为后期构建以二硫键为基础的肿瘤靶向药物运载体系奠定基础。