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乳腺癌是导致全球女性死亡的主要原因之一,乳腺癌的发生常伴随着抑癌基因的异常高甲基化。一些天然药物和DNA甲基化抑制剂能够抑制肿瘤细胞中相关基因的甲基化程度,从而起到抑癌作用。青蒿素(artemisinin,ART)作为一种有效的治疗疟疾的天然药物,还表现出良好的抗肿瘤特征。ART对乳腺癌细胞的抑制作用虽有报道,但对乳腺癌细胞抑制作用的机制尚不清楚。本研究利用ART(浓度为300μM)处理乳腺癌细胞(MDA-MB-231和MCF-7),通过验证ART对乳腺癌细胞的生物学特征的影响,以及ART处理后乳腺癌细胞中DNA甲基转移酶(DNA Methyltransferases,DNMTs)、相关抑癌基因的表达变化和甲基化水平变化,阐明ART对乳腺癌细胞的抑制作用及其机制。其中,利用克隆形成实验、Ki-67免疫荧光染色、流式细胞术分析以及划痕实验等检测ART处理对乳腺癌细胞增殖、细胞周期、细胞凋亡以及细胞迁移能力的影响;通过RT-q PCR检测ART处理后乳腺癌细胞中DNMTs家族基因表达变化,并利用Western blotting检测相应的蛋白水平变化;检测ART处理后乳腺癌细胞中抑癌基因脆性组氨酸三联体基因(Fragile histidine triad,FHIT)、E-钙黏蛋白(Cadherin1,CDH1)、人第10号染色体缺失的磷酸酶及张力蛋白同源的基因(Phosphatase and tensin homolog deleted on chromosome ten,PTEN)等的表达水平变化,同时利用亚硫酸盐测序技术检测其启动子区域DNA甲基化水平的变化。通过研究,我们得到如下结果:ART处理显著降低乳腺癌细胞的克隆形成能力(P<0.01),而乳腺上皮细胞则无明显影响;Ki-67免疫荧光染色结果表明,ART显著降低乳腺癌细胞的增殖能力,对正常乳腺上皮细胞没有明显作用;细胞凋亡分析显示ART促使乳腺癌细胞凋亡率增加(P<0.01),也促进正常乳腺上皮细胞的凋亡率增加(P<0.01);细胞周期结果分析表明乳腺癌细胞MCF-7的细胞周期被ART阻滞在G1期(P<0.05);此外,ART处理对乳腺癌细胞的迁移率无明显影响;荧光定量PCR结果显示,ART处理后乳腺癌细胞中DNA甲基转移酶1(DNA Methyltransferase 1,DNMT1)的表达降低,而DNA甲基转移酶3A(DNA Methyltransferase 3A,DNMT3A)的表达增加(P<0.05),同时抑癌基因FHIT和CDH1等表达水平显著增加;亚硫酸盐测序结果表明,ART处理后抑癌基因FHIT和CDH1启动子区域甲基化水平降低。综上,我们得出如下结论:ART通过改变乳腺癌细胞MCF-7和MDA-MB-231中DNMT1和DNMT3A的表达模式,降低抑癌基因FHIT和CDH1启动子区域甲基化水平并促进抑癌基因的转录表达,通过抑制乳腺癌细胞增殖及诱导凋亡实现抑癌作用。本研究阐明了ART通过影响DNA甲基化水平对乳腺癌细胞的抑癌作用机制,为ART用于乳腺癌临床治疗奠定了理论基础,提供了新的思路。