研究背景:20世纪初期,在全世界肺癌还是比较罕见的肿瘤,近年来其发病率呈上升趋势,对人类生命健康造成较大威胁。肺癌分为小细胞肺癌和非小细胞肺癌,后者占肺癌的85%左右,近年来的流行病学调查结果显示,无论是在吸烟还是非吸烟人群中,肺腺癌的发生率已超过肺鳞癌,成为最常见的肺癌病理类型。多学科综合治疗是目前肺癌的主要治疗手段,其中化疗仍为重要的治疗方式。百里醌是从亚洲西南部的药用植物黑籽或黑藻中提炼出来的主要有效成分,具有抗氧化、抗动脉粥样硬化、抗炎、抗凋亡、抗肿瘤等生物活性,但究其作用机制研究并不深入。p53基因是细胞中重要的肿瘤抑制因子之一,在肿瘤微环境和免疫调节方面存在着积极作用,具有多种生物学功能,如诱导细胞生长阻滞、细胞凋亡,细胞分化以及细胞能量代谢等。在非小细胞肺癌患者中,p53基因突变非常常见,其频率高达50%。体外和体内肺癌模型均显示p53突变对肺癌的恶性转化、组织学进展、侵袭和转移具有关键作用,但在百里醌诱导肺腺癌细胞凋亡中的作用以及百里醌的抗肿瘤机制尚未报道。研究目的:观察百里醌对肺腺癌细胞增殖、细胞凋亡的影响及与p53基因的关系;探讨百里醌的抗肺腺癌细胞的机制。材料与方法:人肺腺癌细胞株A549(p53野生型)和H1299(p53缺失型)购自中科院上海细胞生物学研究所,用不同浓度的百里醌处理两种细胞,检查百里醌的抗肿瘤作用。利用荧光显微镜检测百里醌作用后两种细胞各自形态学变化和坏死率;采用MTT法检测百里醌对两种细胞增殖的影响;采用流式细胞仪检测百里醌对两种细胞凋亡、ROS产生的影响;检测ROS清除剂NAC预处理后百里醌对两种细胞增值、凋亡、ROS产生的影响。采用RT-PCR技术检测百里醌对A549细胞中糖酵解途径中3个关键酶的表达的影响;采用RT-qPCR技术检测百里醌对A549细胞中铁死亡相关的SSAT1、PTGS2、GPX4的表达;采用Western blot技术检测百里醌作用后p53、SAT1蛋白的表达变化。结果:百里醌作用于A549细胞和H1299细胞后,在倒置荧光显微镜下观察,见细胞形态发生明显变化,坏死率增加,且呈剂量依赖性,对比每个相同浓度的百里醌处理下,A549细胞比H1299细胞对百里醌更敏感,坏死率更高;MTT实验检测结果显示:百里醌对两种细胞的增殖均有抑制作用,但是对A549细胞的增值抑制更明显,与镜下观察结果一致;细胞凋亡检测结果显示:百里醌可促进两种细胞的凋亡,且具有剂量依赖性,对A549细胞的增值抑制更明显;细胞ROS检测结果显示:百里醌作用后,两种细胞内ROS含量增多,呈剂量依赖性;经ROS清除剂NAC预处理后的A549细胞和H1299细胞,在百里醌作用下,NAC预处理的两种细胞比相同浓度下单纯百里醌处理的细胞ROS含量及凋亡率明显下降。MTT检测结果同细胞凋亡检测结果。RT-PCR检测结果显示:百里醌作用于A549细胞后对糖酵解途径中的三种限速酶的表达无明显影响;RT-qPCR检测结果显示:百里醌作用于A549细胞后,细胞内与铁死亡相关GPX4的mRNA的表达下降,SAT1、PTGS2的mRNA的表达增加;Western blot检测结果显示:百里醌作用于A549细胞后,细胞内p53、SAT1蛋白表达增加。结论:1.在体外细胞培养状态下,百里醌可抑制A549细胞和H1299细胞增殖,诱导细胞凋亡,并且呈现p53依赖性。2.百里醌通过促进ROS产生从而促进A549细胞和H1299细胞的凋亡,但此过程与糖酵解途径无关。3.百里醌通过下调GPX4的表达引起肺腺癌细胞铁死亡。