急性早幼粒细胞白血病(Acute promyelocytic leukemia,APL)是一类特殊的、由染色体易位导致的髓性白血病。APL主要的致病机制是15染色体PML(Promyelocytic leukemia)基因和 17 位染色体RARα(Retinoic acid receptor alpha基因易位形成PML-RARα融合基因所导致。核受体RXRα可以通过与PML-RARα的RARα区域结合,从而形成异源四聚体,再结合到DNA上发挥促癌效应。在这个过程中,RXRα可以稳定PML-RARα的结构,还可以促进PML-RARα与DNA的结合。ATRA和Arsenic通过直接与PML-RARα作用来治疗大多数的APL患者,但在临床上还有很多问题没有解决,比如ATRA和Arsenic的毒副作用和耐药性。因此,寻找治疗APL的新靶点药物和新治疗思路仍具有重要意义。我们课题组前期研究发现,萘硝基乙烯化合物Z-10是RXRα的硝基配体。我们的前期研究还发现:Z-10可以诱导急性早幼粒细胞白血病NB4细胞、ATRA抵抗的NB4-LR1和NB4-LR2中PML-RARα的降解,继而诱导NB4细胞发生凋亡。其作用机制是通过抑制PML-RARα与RXRα的相互作用。为了寻找优化的抗APL的芳香硝基乙烯化合物,我们课题组基于Z-10合成了一系列衍生物。其中Z-39和Z-40的结构较为独特,为联苯硝基乙烯化合物。我们研究发现,Z-39可以显著激活RXRα的转录活性,且激活能力强于Z-10。Z-40在同样的条件下不能显著激活RXRα的转录活性。荧光滴定结合实验结果显示Z-39与RXRα结合,所测得的Kd值为～14.87μM。Z-39诱导NB4细胞中的PML-RARα融合蛋白降解和细胞凋亡的作用明显比Z-10强,且具有浓度和时间依赖性。在作用机制研究过程中,我们发现,Z-39与Z-10类似,可以显著地抑制RXRα与PML-RARα的相互作用,并且Z-39的作用比Z-10强。Z-39对RXRα与RARα的相互作用没有影响,同时Z-39也不诱导RARα的降解。此外,我们还发现Z-39可以诱导RXRα发生磷酸化,并且AMPK抑制剂可以抑制Z-39诱导的RXRα的磷酸化,但磷酸化的RXRα在PML-RARα降解中的作用及其机制还不明确,需要进一步地研究。总之,本研究不仅验证了我们以往报道的芳香硝基乙烯化合物抗APL的功效及其中的作用机制,而且我们发现了一个作用效果更好的抗APL的Z-10衍生物。这为硝基乙烯化合物治疗APL的进一步优化提供了新的思路。白血病是由造血异常的恶性肿瘤疾病,发病率在肿瘤中排名第六,根据发病缓急分为急性白血病和慢性白血病。急性白血病发病凶猛、病程较短,常因起病和治疗过程中出现的大出血而致死。慢性白血病发病缓慢、病程较长,进入危急期后,病情发展迅猛,极易导致死亡。目前临床上主要通过化学治疗、靶向治疗、放射治疗、干细胞移植、免疫治疗等这些方法单独或联合治疗白血病,部分病情可以得到缓释或治愈,但是仍存在预后复发、不良反应和耐药等问题。因此,寻找新的治疗白血病的药物对目前白血病的现状是非常重要的。A-S-4-i-4(Myrotoxin A)是我们学院的林挺老师课题组从筋骨草内生真菌中提取得到的单端孢酶烯族化合物。我们在研究中发现,A-S-4-i-4在极低浓度下(1nM左右)就可以抑制80%以上的白血病细胞增殖,但对贴壁细胞需要较高浓度(2nM以上)才能抑制50%以上的细胞增殖。通过检测凋亡通路中的信号蛋白,我们发现A-S-4-i-4可以激活某些白血病细胞(Jurkat细胞、MOLT-4细胞、NB4细胞和U937细胞)中的caspase,并且可以诱导Jurkat细胞发生凋亡,而在同样条件下对贴壁细胞(A431、H-292、Hela、MCF-7和SW620)基本上没有作用。这很好地说明了 A-S-4-i-4对悬浮细胞比对贴壁细胞敏感。接下来,我们选择了作用比较强的Jurkat细胞和同为淋巴瘤细胞的MOLT-4细胞进行下一步研究。我们进行了不同浓度和不同时间试验,研究发现A-S-4-i-4可以诱导caspase通路蛋白的激活,并且具有浓度和时间依赖性。当A-S-4-i-4与caspase广谱抑制剂Z-VAD-FMK共加后,我们发现Z-VAD-FMK可以抑制A-S-4-i-4诱导的caspase-3的激活和PARP的切割,说明A-S-4-i-4有可能是通过caspase通路来诱导白血病细胞凋亡的,但是具体是通过内源凋亡通路还是外源凋亡通路来诱导细胞凋亡还需进行研究。单端孢酶烯族化合物虽然是一种有毒代谢产物,但通过合理的使用方案和结构优化,也许也能如三氧化二砷一样成为治疗白血病的有效药物。本研究确定了此类化合物对一些白血病细胞具有一定选择性的凋亡诱导作用,为进一步研究A-S-4-i-4的凋亡诱导机制和治疗白血病的临床应用打下基础。