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近年来的研究表明,从黄芩根中分离出的一种植物源黄酮类化合物汉黄芩素,能有效地抑制多种肿瘤细胞生长,是一种非常有前途的、具有多靶点的潜在抗肿瘤药物。但汉黄芩素抗肿瘤机制较为复杂,至今仍未完全阐明。本实验中,我们发现,汉黄芩素在一定浓度范围(12.5～200μmol/L)对胃癌细胞SGC-7901和肝癌细胞Huh7生长没有显著的抑制作用,而能显著地抑制肝癌细胞HepG2增殖,且呈时间和剂量依赖性。汉黄芩素作用于HepG2细胞48h后的IC50值为115.7μmol/L。应用流式细胞技术检测汉黄芩素对肝癌细胞HepG2凋亡及周期的影响,结果发现汉黄芩素能阻滞细胞G1,抑制S期的DNA合成,而促进细胞凋亡；0、50、100、200μmol/L汉黄芩素作用于细胞48h后的凋亡率(%)分别为2.58±0.07,4.04±0.15,9.54±0.14,27.33±0.12。细胞划痕实验和Transwell小室法结果表明汉黄芩素(50～200μmol/L)能抑制肝癌细胞HepG2迁移作用。这些研究结果证实了汉黄芩素有明显的抗肿瘤作用。我们应用Affymetrix HG-u133Plus2.0全人类基因表达谱芯片,检测汉黄芩素作用于肝癌细胞HepG248h后的基因表达差异。结果筛出406个差异表达明显的基因(上调或下调倍数大于2),其中295个基因上调,111个基因下调。在6次比较中,差异倍数均明确达4倍以上的上调基因12条,如FAM129A, INHBE, GDF15等；差异倍数均达4倍以上的下调基因8条,包括Cox-1, H19等。利用生物注释数据据库Gene Ontology(GO)对406个差异基因功能聚类分析共有148个功能类别。利用KEGG数据库对这些差异基因进行通路分析,共涉及61条生物学通路。包括细胞凋亡、肿瘤发生、代谢、信号转导、细胞周期、物质运输等多个生物过程。其中显著变化的通路是细胞周期和MAPK信号通路。细胞周期通路中GADD45a, CDKN1A, CDKN2B基因上调,MAPK通路的MAP4K4基因上调,ARPB1,JUN, EGFR, MAP2K7基因下调,肿瘤转移基因NDRG1下调。这些基因的变化都可能是汉黄芩素抗肿瘤作用的靶点。总之,本研究阐明汉黄芩素抗肿瘤作用的分子机制,为确定药物靶基因以及新药开发提供依据。