苏云金芽胞杆菌(Bacillus thuringiensis;Bt)是一种在自然界中广泛分布的革兰氏阳性细菌,其在芽胞形成的后期伴有蛋白晶体的形成—伴孢晶体;因其伴孢晶体具有杀虫或抗肿瘤活性故被称为杀虫晶体蛋白(ICPs)或抗癌晶体蛋白(Parasporin或PS)。目前对Bt的研究已有一百多年历史,其杀虫晶体蛋白已经被广泛应用于各种生物防治。PS蛋白是近十多年来被发现的,因其化学结构独特、抗肿瘤谱广、毒副作用小等特点,PS蛋白的抗癌活性逐渐得到国内外学者的广泛关注。目前对PS蛋白的抗肿瘤作用靶标及分子机制尚不明确,还需要更深入的科学实验予以阐明。本研究采用哺乳动物细胞表达系统,通过将含PS5的重组质粒转染进细胞来研究其抗肿瘤活性。本研究合成了密码子优化后的PS5全基因序列并构建了其真核表达载体。当细胞被PS5重组质粒转染后,PS5蛋白在细胞内表达会导致细胞空泡化、细胞生长缓慢等现象,同时质谱结果表明细胞内所表达的蛋白为PS5蛋白。经DNA Ladder及凋亡相关蛋白检测结果表明PS5蛋白能诱导DNA片段化形成及PARP蛋白剪切,由此推测PS5蛋白可能引起细胞凋亡。通过激光共聚焦显微镜观察,发现PS5蛋白在细胞质中表达后大多数迁移至细胞核,并导致细胞的细胞核凝集,微管蛋白聚合,内质网结构不完整。为了研究PS5蛋白诱导细胞凋亡的分子机制,本研究采用免疫共沉降方法来筛选PS5蛋白相互作用蛋白。PS5共沉降蛋白经SDS-PAGE蛋白电泳分离后,筛选PS5特异性结合蛋白进行质谱分析。本研究筛选了ESYT1、KIF1A、DNTC1、AFAD、RHG05这五个有可能成为PS5蛋白受体的蛋白,这五种蛋白分别参与细胞内空泡形成和运输的各个步骤。这五种细胞内蛋白的作用需要进一步研究,本研究推测PS5蛋白通过作用于多种参与空泡形成的蛋白后诱导细胞凋亡。总之,本论文为研究PS蛋白抗肿瘤分子机制及靶向肿瘤治疗提供了新的方向和实验体系。