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鬼臼毒素作为秋水仙素结合位点的天然抗肿瘤药物,具有活性较低,毒副作用较高等缺点,在其母核结构C环4位分别进行碳-硫键取代和碳-氮键取代两种有效修饰获得一系列活性提高,毒副作用降低的鬼臼类衍生物。对比碳-硫键取代和碳-氮键取代两种修饰的四组化合物发现,碳-硫键取代的化合物抗肿瘤活性优于碳-氮键取代的化合物,但两类修饰的鬼臼类衍生物作用于肿瘤细胞产生差异性的具体作用机制尚不明晰。本文以八个分别以碳-硫键取代和碳-氮键取代修饰的四组鬼臼类衍生物为研究对象,探讨其作用于人宫颈癌HeLa细胞后产生抗肿瘤活性差异性的具体机制机理。结果发现,碳-硫键取代的S系列化合物对其作用靶点微管的促解聚能力远优于碳-氮键取代的N系列化合物,进而引起细胞内游离微管蛋白含量增加,与线粒体外膜上的电压依赖阴离子通道VDAC蛋白结合使线粒体在24小时发生显著去极化,线粒体膜电位缺失,通透性增强。同时,S系列化合物在6小时引起细胞内第二信使环磷酸腺苷cAMP直接效应子cAMP依赖蛋白激酶A(PKA)的活化。活化的PKA对HeLa细胞进行了第一轮信号调控:一方面通过磷酸化VDAC蛋白促进了其与游离微管蛋白的结合、线粒体的去极化;另一方面激活了丝裂原活化蛋白激酶MAPK级联反应中的JNK促凋亡通路。磷酸化的JNK通过引起大量ROS水平升高,进一步对线粒体产生损伤,膜电位进一步缺失。线粒体内大量ROS释放到细胞质中,进行细胞的第二轮信号调控,使MAPK级联反应中ERK生长通路被抑制,同时激活p38 MAPK介导的凋亡通路,最终导致肿瘤细胞发生凋亡。然而,N系列化合物作用12小时后才出现S系列化合物作用机制中的第一轮调控的现象,其较低的细胞吸收率影响了化合物进入细胞后发挥其抗肿瘤作用。本研究对比考察四组S、N系列化合物作用HeLa细胞的抗肿瘤机制,发现S系列化合物一方面解聚微管产生大量游离微管蛋白引起线粒体膜电位下降,另一方面活化PKA对细胞进行ROS介导的两轮信号调控MAPK级联反应;而N系列化合物对微管解聚能力微弱,同时在延长药物作用时间后,也可通过激活PKA调控的信号通路引起HeLa细胞发生凋亡。