喜树碱及其衍生物诱导SpexII细胞凋亡的分子机制研究

从植物中寻找活性物质，直接加工成农药应用或作为先导化合物合成高效低毒、环境友好型新型农药，是现代农药研究热点之一。本项目从细胞凋亡角度出发，通过形态学观察、蛋白免疫印迹和荧光定量PCR等方法研究喜树碱及其衍生物（CPTs）诱导甜菜夜蛾离体细胞系SpexII凋亡的时间和浓度效应，检测SpexII细胞在凋亡过程中线粒体跨膜电位、细胞内Ca2+浓度的变化及细胞色素c的释放和Bcl-2、Bax 和Bak的表达水平，确定CPTs细胞毒性大小，明确其诱导细胞凋亡信号的传递途径及分子作用机制。通过比较分析不同喜树碱衍生物诱导细胞凋亡活性的大小，阐明CPTs生物活性的构效关系。为进一步开发以喜树碱为先导化合物的新型高效低毒农药提供新思路，同时对于创制具有自主知识产权的昆虫细胞凋亡诱导剂，丰富细胞信号转导、昆虫毒理学等研究具有重要意义。

从植物中寻找活性物质，直接加工成农药应用或作为先导化合物合成高效低毒、环境友好型新型农药，是现代农药研究热点之一。本项目明确了喜树碱、羟基喜树碱对昆虫细胞（草地贪夜蛾细胞系Sf21和甜菜夜蛾细胞系IOZCAS-Spex-II）的凋亡诱导作用：经过喜树碱和羟基喜树碱诱导的昆虫细胞，形成凋亡小体，基因组DNA片段化；喜树碱和羟基喜树碱对两种昆虫细胞的生长增殖抑制作用均没有显著差异性（P<0.05）：喜树碱和羟基喜树碱对IOZCAS-Spex-II细胞的生长抑制中浓度（EC50）为0.080 μM 和0.150 μM，对Sf21细胞系，喜树碱和羟基喜树碱的抑制作用在24小时10.0 μM达到最大值，分别为43.19%和45.38%；证实了喜树碱和羟基喜树碱诱导昆虫细胞凋亡的线粒体途径经：过喜树碱和羟基喜树碱诱导后，细胞色素c从线粒体中释放到细胞质、caspase-3被活化；揭示了喜树碱及其衍生物的分子作用机理：经喜树碱和羟基喜树碱体内、外抑制试验表明，喜树碱和羟基喜树碱作用于昆虫DNA拓扑异构酶I，而且喜树碱比羟基喜树碱在细胞内的影响力更持久，特别是在24 h和48 h这两个时间点较为显著初步。本项目研究结果为进一步开发以喜树碱为先导化合物的新型高效低毒农药提供新思路，同时对于创制具有自主知识产权的昆虫细胞凋亡诱导剂，丰富细胞信号转导、昆虫毒理学等研究具有重要意义。