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三氧化二砷（Arsenic trioxide,ATO）作为治疗维甲酸处理后复发、抵抗型早幼粒细胞性白血病的特效药物,其抗癌机制的研究以往主要集中在其诱导细胞凋亡,促进细胞分化等细胞生物学效应及相关机制,其确切的分子机制尚不明确。由于砷剂可在生物体内通过还原甲基化反应进行生物代谢,且需要S-腺苷甲硫氨酸（SAM）为其提供甲基供体,而既往研究已明确SAM是维持和保证DNA正常甲基化水平的重要甲基来源,由此推测三氧化二砷的抗白血病效应可能同其对细胞DNA甲基化的影响相关。为此,我们一方面通过选择适合的三氧化二砷浓度作用HL-60细胞,通过毛细管电泳观察三氧化二砷对HL-60细胞整体DNA甲基化水平的影响;另一方面,利用RT-PCR检测三氧化二砷对HL-60细胞中因启动子区域高甲基化而沉默的基因RIL的诱导表达情况。基于临床上抗癌药物联合已作为肿瘤药物治疗的首选策略,我们利用MTT观察了三氧化二砷分别联合DNMT抑制剂DAC和其它两种HDAC抑制剂TSA,VPA作用K562、HL-60、U937白血病细胞后细胞增殖变化情况,以此为临床上可否进行利用三氧化二砷联合相关表观遗传制剂进行抗白血病的治疗试验提供理论与实验依据。方法:第一部分:1.采用不同浓度的ATO处理HL-60细胞,通过MTT试验寻找合适的作用浓度。2.利用选择浓度的ATO处理HL-60细胞（同时以不处理组和DAC处理组分别做阴性及阳性对照）,提取总DNA,HPCE测定总体甲基化改变情况。3.提取总RNA,半定量Rt-PCR测定RIL、DNMT1、DNMT3B基因mRNA的表达状况,DNA甲基转移酶抑制剂DAC处理前后RIL、DNMT1、DNMT3B基因mRNA的表达情况做为阳性对照。第二部分:1.采用不同浓度的ATO,TSA,VPA,DAC分别处理HL-60,U937,K562细胞,通过MTT实验寻找各药物作用于相关细胞的IC50.2.选取合适药物浓度的上述药物分别及与ATO联合处理HL-60,U937,K562细胞,MTT实验检测各药物的抗细胞增殖作用。根据联合用药后量效关系的改变,应用Chou-Talalay联合指数法分析ATO与各表观抗肿瘤药物的相互作用。结果:第一部分:1.MTT实验结果显示ATO作用于HL-60细胞的IC50为2μM,我们在后续实验中选择了1μM和5μM两个浓度处理HL-60细胞。2.HPCE法检测HL-60细胞经过ATO处理之后基因组整体甲基化水平较处理前降低,阳性对照药物DAC对于基因组的去甲基化作用更为显著。3.RIL mRNA在对照HL-60细胞中不表达,经过三氧化二砷处理之后,RIL mRNA有低表达,未发现明显的剂量依赖性;DNMT1 mRNA无明显变化,DNMT3B mRNA表达降低,呈时间依赖性。而经过DAC作用72h之后,RIL基因mRNA水平表达明显增高,但DNMT1无明显变化。第二部分:1.MTT细胞增殖抑制实验结果显示ATO、DAC、VPA、TSA对于不同人白血病细胞株的IC50有差异,在HL-60细胞四种药物的IC50分别为1.93±0.73μM、2.54±1.26μM、3.29±0.29 mM、97.26±31.16 nM;在U937细胞分别为2.48±0.44μM、1.33±0.392μM、3.63±1.21 mM、69.79±14.75 nM;在K562细胞ATO的IC50为3.39±0.39gM,VPA为9.14±2.64 mM,TSA为454.29±133.09 nM,而对于DAC在K562细胞中的IC50,多次试验中我们没有得到稳定结果。2.TSA,VPA,DAC分别与不同浓度比例的ATO联合作用于HL-60,U937,K562细胞,中位效应曲线显示各联合因子的相关回归系数均在0.95以上。Chou-Talalay联合指数法分析结果表明,最优化的组合为ATO联合DNMT抑制剂DAC,其作用对HL-60细胞最明显。结论:第一部分:1.ATO可降低HL-60基因组整体DNA甲基化水平。2.在一定浓度的作用下,ATO能够诱导因启动子区域异常高甲基化而沉默的RIL基因重新表达。3.ATO对HL-60细胞的DNMT3B mRNA表达有一定抑制。第二部分:1.ATO、DAC、VPA、TSA对于不同的人白血病细胞株呈剂量和时间依赖性,对于相同的细胞株,各药物的IC50值有差异,而对于不同的细胞株来说,同一药物的IC50值也有差异,K562细胞最不敏感,而HL-60和U937细胞的敏感性相似。2.药物联合实验的结果显示,ATO与DAC的联合方案对于HL-60细胞具有最优的协同的抗增殖效应。