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Bcl-2家族蛋白中具有抗凋亡作用的Bcl-2,Mcl-1等Bcl-2-like蛋白,是恶性肿瘤逃脱凋亡、获得永生的关键分子。研究发现,小分子抑制剂的特异性和广谱拮抗Bcl-2家族蛋白的性质,决定其能否高效、广谱、低耐药的抗肿瘤。Bcl-2家族蛋白中的Mcl-1蛋白在人类恶性肿瘤中高度表达,具有短寿性和抗凋亡功能,因此,对Mcl-1蛋白表达的抑制能够有效地促进高表达Mcl-1肿瘤细胞的凋亡。本论文对本课题组合成的小分子化合物(E,E)-2-(苯甲基氨基羰基)-3-苯乙烯基丙烯腈((2E,4E)-2-cyano-5一phenylpenta-2,4-dienamide,CPD)的抗肿瘤作用进行了研究。抑癌活性实验中,显微镜观察结果表明CPD化合物对乳腺癌细胞MCF-7有较好的杀伤效果,对人正常表皮293细胞无明显细胞毒性。应用细胞毒性实验,流式细胞分析结果表明CPD能够诱导MCF-7细胞的凋亡细胞毒性和蛋白免疫印迹实验发现CPD的抗肿瘤活性可能与Mcl-1蛋白相关,利用体外荧光偏振和酶联免疫吸附实验发现CPD能够直接结合Mcl-1(Ki=6nM)蛋白,本课题组蛋白质二维核磁结果表明CPD结合于Mcl-1蛋白的BH3结构域；等温滴定量热实验提供了CPD和Mcl-1蛋白的结合位点信息。由此,确定了CPD是一个纳摩尔级(nM)的Mcl-1抑制剂。采用蛋白免疫印迹和蛋白免疫共沉淀方法确定CPD抗肿瘤作用通路。CPD在诱导MCF-7细胞1.5小时后,开始打散Mcl-1/Bak蛋白复合物,解离释放Bak蛋白,同时诱导Bax蛋白转移至线粒体膜上；诱导2小时后,细胞色素C被诱导释放到细胞质中。化合物CPD解离Mcl-1/Bak二聚体,诱导依赖Bax/Bak的细胞色素C的释放最终导致细胞凋亡,表明化合物CPD诱导肿瘤凋亡的作用通路为线粒体通路。Bax/Bak shRNA干扰缺失Bax/Bak蛋白实验进一步证明CPD通过线粒体通路诱导细胞凋亡。通过H22肝癌小鼠移植模型实验检测CPD体内抗肿瘤作用,发现CPD能够抑制小鼠H22肿瘤体积的生长,延长肿瘤小鼠的生存时间。CPD与ABT-737联合作用于MCF-7,可促进MCF-7细胞的凋亡,为解决高表达的Mcl-1蛋白造成的MCF-7对ABT-737的耐药性问题提供了新的思路。本研究不仅揭示了一种小分子凋亡诱导剂CPD的抗肿瘤作用,也为未来Bcl-2靶向药物联合用药研究提供了一种拮抗Mcl-1的抑制剂。