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目的：观察双歧杆菌介导的单纯疱疹病毒胸苷激酶(HSV-TK)/丙氧鸟苷(GCV)治疗系统治疗大鼠膀胱癌的疗效及初步探讨其可能的作用机制。方法：N-甲基亚硝基脲(MNU）膀胱灌注法诱导大鼠膀胱肿瘤成功后随机分为3组，经大鼠尾静脉分别给予生理盐水（A组）、双歧杆菌/PGEX-5X-1空质粒（B组）、双歧杆菌/PGEX-tk重组质粒（C组），联合腹腔灌注GCV治疗，治疗结束后对比各组膀胱重量，TUNEL法检测各组凋亡情况，运用RT-PCR和Western blot方法检测各组肿瘤组织细胞色素C(Cyt-C)和caspase-9的mRNA和蛋白的表达。结果：C组膀胱重量明显低于A组和B组（P<0.001）；TUNEL法检测发现各组均出现不同程度的肿瘤细胞凋亡，以C组最为明显；C组中细胞色素C和caspase-9的mRNA和蛋白表达水平明显高于A组和B组（P<0.05）。结论：双歧杆菌介导的HSV-TK/GCV治疗系统治疗大鼠膀胱癌疗效显著；该治疗系统可能通过以细胞色素C为中心的内源性凋亡途径导致膀胱癌细胞凋亡。