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姜黄素是一种广谱的抗肿瘤药物,对正常细胞无毒副作用,目前被广泛应用于肿瘤防治。本文利用原子力显微镜(AFM)、激光共聚焦显微镜(LSCM)、透射电子显微镜(TEM)、流式细胞术、量子点标记技术等手段来研究姜黄素诱导人肝癌HepG2细胞凋亡及其机理。因细胞凋亡是一个多因素参与的过程,所以我们对姜黄素诱导的HepG2细胞凋亡过程中肌动蛋白骨架和膜表面CD44分子也进行了相关研究。主要获得以下具有创新性的成果：1.实验表明姜黄素作用肝癌HepG2细胞后,细胞形态和超微结构发生改变,表面平均粗糙度下降,细胞周期被阻滞于G2/M期,凋亡发生,并伴随线粒体肿胀、线粒体膜电位紊乱、细胞氧化还原失衡以及凋亡下游信号分子caspase 3的活化。ROS抑制剂NAC预处理细胞后,姜黄素对HepG2细胞的促凋亡作用明显减轻：线粒体膜电位下降趋势放缓；caspase3含量减少；细胞凋亡率显著下降,30μM时,细胞的凋亡率仅为姜黄素单独作用组的1/5。本研究表明姜黄素能够有效诱导HepG2细胞凋亡,其凋亡是通过活性氧介导的线粒体途径进行的。2.20μM姜黄素作用HepG2细胞24 h后,CD44分子的表达下降25%。通过AFM针尖修饰技术和量子点标记技术对CD44分子进行探测,发现CD44分子在细胞表面的分布发生了改变；修饰针尖与细胞表面的相互作用力随姜黄素作用浓度的增加而逐渐降低,20μM处理组仅为对照组的1/2。实验表明姜黄素诱导的HepG2细胞凋亡与CD44相关。AFM与LSCM相结合为探测细胞表而分子的分布或研究表面受体与配体的相互作用提供了一个更为便捷和有力的方法。3.姜黄素处理细胞24 h后,HepG2细胞发生聚集和重排,细胞骨架微丝数量减少,F-肌动蛋白含量下降,同时20μM姜黄素处理组的杨氏模量值约为对照组的1/3。实验表明细胞骨架与细胞凋亡有密切联系,并提示我们不仅是F-肌动蛋白,其他形式的肌动蛋白或细胞骨架的其他组成成分与细胞凋亡可能也有很大关系,因此,本文为研究细胞骨架与细胞凋亡的关系提供了新的有价值的方向。综上所述,姜黄素低毒高效、来源广、价格低,通过影响细胞内ROS水平、细胞骨架和表面CD44分子等能够有效杀伤肝癌细胞,这种多靶点和多途径的抗肿瘤机制有助于肿瘤预防和治疗,是一种具有广泛应用前景的抗肿瘤新药。