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胡桃醌是存在于胡桃科胡桃属植物胡桃楸中的一种萘醌类成分,具有明确的抗肿瘤活性,但其作用机制尚不明确。研究发现胡桃醌经快速的单电子氧化还原成半醌自由基。在体内,半醌自由基可以快速的使分子氧还原形成超氧阴离子(02-),从而再生成胡桃醌,O2-同时在酶的作用下或自然产生歧化反应产生H202,后者通过Fenton反应,再转变为高活性的羟自由基(OH-),O2-、H2O2和OH-都为活性氧(ROS),而ROS与细胞凋亡密切相关。因此,本课题以活性氧为切入点,研究胡桃醌诱导MCF-7细胞凋亡分子机制,为进一步以胡桃醌为基础研制开发抗肿瘤新药提供一定的实验依据。采用MTT法、倒置显微镜考察胡桃醌对MCF-7细胞的生长抑制作用,结果显示,随着胡桃醌浓度的增加,细胞的生长抑制率逐渐升高；倒置显微镜观察胡桃醌作用MCF-7细胞后,出现悬浮,而且胡桃醌浓度越高,作用时间越长,现象越明显,NAC干扰组与单独胡桃醌组比较,生长抑制作用明显减弱。采用Giemsa染色法,结果显示,随着胡桃醌浓度的增加,MCF-7细胞出现分散,胞质浓缩,核碎裂,细胞的凋亡小体逐渐增多；荧光显微镜下观察,结果显示,随着胡桃醌浓度的增加,凋亡小体的数量也随之增加；采用PI单染法观察不同浓度胡桃醌作用下MCF-7细胞凋亡情况,结果显示,随着胡桃醌浓度的增加凋亡率也增加。NAC干扰组与单独胡桃醌组比较,诱导凋亡作用明显减弱。运用流式细胞仪分析不同浓度胡桃醌作用MCF-7细胞24h后,活性氧水平及线粒体膜电位变化情况,结果显示,活性氧水平升高,线粒体膜电位下降,NAC干扰组与单独胡桃醌组比较,活性氧水平下降,线粒体膜电位升高；在激光共聚焦显微镜下观察,经胡桃醌作用24h后MCF-7细胞内Ca2+浓度变化情况,结果显示,随着胡桃醌浓度的增加细胞内的Ca2+浓度也随之升高,NAC干扰组与单独胡桃醌组比较,细胞内的Ca2+浓度显著下降。综上所述,胡桃醌可抑制MCF-7细胞的增殖,并可以通过升高MCF-7细胞内ROS水平,氧化损伤线粒体,ROS水平升高的同时引起细胞内Ca2+浓度升高,导致线粒体跨膜电位下降、线粒体膜通透性改变、细胞色素C等凋亡相关因子的释放。钙离子浓度升高、线粒体膜电位的下降将导致线粒体钙超载,导致线粒体损伤,使线粒体跨膜电位下降,进而引起cyt-c释放,caspases活化,最终导致细胞凋亡。