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癌症是细胞生长失控导致的恶性疾病。癌细胞生长失控并侵犯临近组织,还可以通过淋巴系统和血液循环转移到身体的其它部位。随着人口日趋老龄化和发展中国家生活方式的改变,癌症占全世界死亡原因的比例将日益上升。肝癌是生长在肝脏表面或内部的恶性肿瘤,其中原发性肝癌(HCC)是最主要的类型。肝癌在目前人类常见肿瘤中发病率排第六位,死亡率排第三位。尽管目前针对肝癌已经有了多种治疗方法,包括外科手术、化疗、放疗等,但与其它癌症相比,其复发率和转移率仍然非常高。因此,开发更多高效低毒的抗癌药物迫在眉睫。芝麻(Sesamum indicum)含有丰富的营养物质,是重要的保健食品和中药材。芝麻素是芝麻中的主要木脂素成分,具有多种生理功能,如抗氧化、降血压、降血脂、抗炎、抗癌等。已有研究报道芝麻素能抑制结肠癌、膀胱癌、前列腺癌、肺癌等癌细胞的增殖,但尚未见芝麻素对肝癌细胞作用的研究报道。本文研究了芝麻素对人肝癌细胞系HepG2的作用,并对其机制进行了较为系统的研究,主要研究结果如下：1)芝麻素能选择性地抑制HepG2细胞的增殖。用MTT比色法测定了芝麻素对人肝癌细胞系HepG2和人正常细胞系LO2增殖的影响,结果表明,芝麻素处理48h能显著抑制HepG2的增殖并且抑制作用呈浓度相关性,其半抑制浓度为98μM。与HepG2细胞相比,芝麻素对LO2细胞毒性不大。2)芝麻素诱导HepG2细胞显著发生G2/M期周期阻滞和凋亡。采用流式细胞术(PI染色)检测了芝麻素处理后HepG2细胞各周期的分布情况,发现芝麻素能使HepG2细胞周期停滞在G2/M期；用Hoechst33258荧光染色和流式细胞术(FITC标记的Annexin-V/PI染色)检测了芝麻素处理后HepG2细胞凋亡和坏死的情况,发现芝麻素能诱导HepG2细胞发生早期凋亡3)芝麻素抑制了HepG2细胞中STAT3和NF-κB信号通路。采用MTT比色法测定了STAT3抑制剂AG490和STAT3激动剂IL-6处理后的HepG2细胞存活率,证明STAT3信号通路对HepG2细胞的生存和增殖十分重要。通过Western blotting检测了芝麻素处理48h后HepG2细胞中JAK2、磷酸化JAK2、STAT3、磷酸化STAT3的水平,发现JAK2和STAT3的磷酸化水平与核转位被显著抑制并且呈浓度依赖性。芝麻素也可以抑制IL-6诱导的gp130磷酸化和STAT3的活化。由于NF-κB和STAT3两个信号通路存在着协同作用,我们还检测了NF-κB的活化情况,发现芝麻素也能抑制NF-κB的活化与核转位。4)芝麻素调节了STAT3和NF-κB下游与HepG2细胞周期和凋亡有关基因在转录和翻译水平的表达。HepG2细胞经芝麻素、AG490和IL-6处理后,通过RT-PCR和Western blotting技术检测了STAT3和NF-κB下游与细胞周期及凋亡的相关基因cyclin A、cyclin B1、Cdc2、p53、p21、Bcl-2、Bcl-xL、Bax和COX-2在转录和翻译水平的表达。结果表明,这些基因的表达受到芝麻素的调节,并且这种调节作用是通过对STAT3和NF-κB信号通路的抑制作用实现的。本文的研究结果表明,芝麻素通过抑制STAT3和NF-κB信号通路诱导G2/M期阻滞和凋亡,它可以作为治疗肝癌的候选药物加以开发利用。