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[目的]血管内皮生长因子(Vascular endothelial growth factor,VEGF)除外其主要的促血管生成作用,还可以促进肿瘤细胞增殖,后者具体的作用机制仍尚未阐释清晰。本研究旨在应用血管内皮生长因子受体(Vascular endothelial growth factor receptor,VEGFR)2 抑制剂 Ki8751,处理乳腺癌细胞系 MCF-7 和 MDA-MB-231,探讨其增强线粒体合成抑制肿瘤细胞增殖的可能机制。[方法]应用乳腺癌细胞系MCF-7和MDA-MB-231,分为对照组、处理组Ki87512.5μM和处理组Ki8751 5μM分别处理处于对数生长期的两株细胞系24、48和72h,首先用Cell counting kit-8(CCK-8)方法检测细胞增殖状态,之后联合Annexin V和碘化丙啶(Propidium Iodide,PI)双染进行流式细胞术检测不同组别在3个时间点的细胞凋亡;应用激光共聚焦显微镜观察Ki8751作用下细胞线粒体及形态学变化,免疫印迹实验(Western blot)和流式细胞术等方法研究线粒体合成在Ki8751处理乳腺癌细胞后不同时间点相关蛋白的表达情况及活性氧水平的变化。应用VEGFR2 knockdown方法检测经短发夹RNA(short hairpin RNA,shRNA)处理后乳腺癌细胞VEGFR2表达变化及线粒体量的改变。三次独立重复的实验用平均数±标准误表示,用GraphPad Prism 6软件进行差异分析,采用单向方差分析(one-way ANOVA)方法或者重复测量的方差分析,p<0.05视为差异具有显著统计学意义。[实验结果]1.应用Ki8751处理后可显著减少乳腺癌细胞增殖,增加乳腺癌细胞凋亡。2.激光共聚焦显微镜检测和流式细胞术分析显示经Ki8751处理较对照组细胞线粒体量明显增加,免疫印迹实验结果显示Ki8751处理可显著增加乳腺癌细胞线粒体转录因子 A(mitochondrial transcription factor A,TFAM)表达,流式细胞术分析显示Ki8751处理可显著增加乳腺癌细胞活性氧(reactive oxygen species,ROS)水平。3.通过shRNAs方法进行VEGFR2 knockdown显示同Ki8751处理乳腺癌细胞具有相似的结果,证实Ki8751通过抑制VEGFR2发挥作用的特异性;系列免疫印迹实验显示Ki8751处理可下调磷酸化蛋白激酶B(phosphorylation AKT,p-AKT)和磷酸化过氧化物酶体增殖物激活受体γ(Peroxisome proliferator-activated receptor γ,PPARy)辅助激活因子 1α(phosphorylation peroxisome proliferator-activated receptor γ coactivator 1 α,p-PGC 1α)表达,蛋白激酶B(AKT)和过氧化物酶体增殖物激活受体γ辅助激活因子1α(Peroxisome proliferator-activated receptor γ coactivator 1α,PGC1α)表达无差异性变化,上调线粒体转录因子A(TFAM)表达,促进线粒体合成。[结论]本研究结果从机制上显示:Ki8751通过调控Akt-PGC1α-TFAM这条信号通路介导的线粒体合成,增加乳腺癌细胞ROS水平及促进细胞凋亡进而发挥其抗肿瘤的效应。