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肿瘤坏死因子相关凋亡诱导配体(TRAIL)可选择性诱导肿瘤细胞凋亡而对正常组织无明显影响,许多肿瘤细胞对TRAIL诱导的凋亡并不敏感。药物或小分子化合物可增强TRAIL诱导肿瘤细胞的凋亡,所以小分子化合物与TRAIL联合应用是研究细胞凋亡分子机制的有效策略。Flavopiridol是一种细胞周期依赖性蛋白激酶抑制剂,可有效阻止癌细胞周期进程而抑制细胞增生。Flavopiridol增强TRAIL促进细胞凋亡的作用已在一些肿瘤中得到证实,但联合促凋亡的分子机制并不完全清楚。为了研究Flavopiridol协同促进细胞凋亡的分子机制。我们采用Flavopiridol和TRAIL处理非小细胞肺癌细胞SPC-A1和A549,Flavopiridol和FasL处理心血管平滑肌细胞；用四甲基偶氮唑蓝比色(MTT)法检测各处理组细胞的生长及活性；用定量PCR及蛋白免疫印迹技术检测细胞凋亡相关基因转录水平和蛋白水平的表达变化；RNA干扰抑制抗凋亡基因Mcl-1、FLIP、XIAP、Livin及CDK2基因的表达,从而探讨相关基因在Flavopiridol协同TRAIL诱导肺癌细胞凋亡中的作用。实验结果显示：(1)在SPC-A1细胞中,与对照组相比,100nM Flavopiridol处理组(F组)、l00ng/mL TRAIL处理组(T组)、Flavopiridol和TRAIL联合组(F+T组)的细胞存活率分别为(80.26±2.43)%,(90.49±1.60)%和(47.48±1.41)%,联合组的细胞存活率显著低于单一处理组；在A549细胞中各组间的细胞存活率差异不明显。(2)与对照组相比,Flavopiridol和TRAIL合用时,SPC-A1细胞中抗凋亡基因FLIP、XIAP、Mcl-1与Livin的蛋白表达水平显著降低,caspase-3和caspase-8的活性片段显著增加,细胞色素c由线粒体向细胞质的释放增加,而Bcl-2家族蛋白Bcl-2、Bax、Bak、Bcl-XL的表达量基本不变；A549细胞中各组间抗凋亡基因FLIP、 XIAP与Mcl-1的蛋白表达水平无明显差异。(3) Flavopiridol作用后引起SPC-A1细胞DR4基因的mRNA表达水平上升,但并未引起Mcl-1、FLIP、XIAP和Livin等基因在转录水平的明显表达变化。(4)联合广谱Caspase抑制剂Z-VAD-FMK可明显抑制联合处理组的凋亡效应。(5)RNA干扰抑制Mcl-1基因的表达能增强SPC-A1细胞对TRAIL诱导凋亡的敏感性,但抑制FLIP、XIAP、Livin及CDK2基因的表达,SPC-A1细胞对TRAIL诱导凋亡的敏感性无明显变化。我们的结果提示：(1)Flavopiridol能显著增强TRAIL诱导SPC-A1细胞凋亡的作用。(2)协同促凋亡效应涉及死亡受体DR4表达增加,抗凋亡基因Mcl-1、FLIP、 XIAP和Livin的蛋白降解；Caspase活性增强和线粒体损伤,协同促凋亡机制通过内源性(线粒体)及外源性(非线粒体)凋亡信号通路的共同作用来实现。(3)Mcl-1可作为TRAIL诱导SPC-A1细胞凋亡信号通路的一个重要调节靶点。(4)Flavopiridol协同增强TRAIL诱导细胞凋亡可能是多种凋亡相关蛋白共同作用的结果。