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细胞凋亡是指为维持内环境稳定,由基因控制的细胞自主有序的死亡。它涉及一系列基因的激活、表达以及调控等作用;它并不是病理条件下自体损伤的一种现象,而是为更好地适应生存环境而主动争取的一种井然有序的死亡过程。这种自毁性的过程通常由caspase-3作为主要的执行者使caspase系列级联放大而实现。目前在哺乳动物细胞中有关细胞凋亡的途径主要有两种:线粒体途径和死亡受体途径。前者,凋亡信号激发了细胞色素c从线粒体间隙释放到细胞质中,形成了Apaf-1和dATP复合物,进而可增强caspase-3的活性,最终启动一系列的凋亡事件并使细胞死亡。外源性途径开始于一个死亡受体,如Fas等。当Fas配体与Fas死亡受体结合时,结合的大分子与另一个受体结合,进而介导凋亡。本文目的是研究重组荞麦胰蛋白酶抑制剂(rBTI)抑制癌细胞增殖的作用及其机制。采用细胞培养技术,以肝癌细胞系H22为靶细胞,以不同浓度的rBTI体外处理细胞不同时间后,采用MTT检测、DNA电泳分析、细胞核形态学观察、细胞色素c检测、caspase活性检测等方法测定rBTI在体外诱导肝癌细胞H22凋亡的作用。结果显示rBTI能够在体外特异性的抑制H22细胞的生长,诱导H22细胞凋亡,且随着rBTI浓度及作用时间的增加,呈现剂量和时间依赖性效应,但对正常人肝细胞7702没有影响。为了研究在体内rBTI是否具有同样的效果以及属于细胞凋亡的哪条途径,我们在小体鼠内进行了rBTI对H22肝癌细胞株增殖影响的研究。通过小鼠体内抗肿瘤实验,初步研究考察rBTI体内的抗肿瘤活性,证明在经rBTI治疗后的小鼠体内的腹水瘤得到抑制,同时rBTI能够明显的抑制移植性实体瘤的形成。机理研究初步表明,经rBTI处理的细胞可导致细胞色素c从线粒体释放到细胞质中,并能增强caspase-3,8,9的活性。结论,rBTI能特异性地诱导H22细胞凋亡,并能有效的抑制H22腹水瘤和移植性实体瘤的形成,其机制与caspase-3依赖性凋亡调节信号通路有关。在rBTI的发酵条件研究中,应用摇瓶试验研究了Escherichia coli M15表达rBTI的最佳培养基配方和最适培养条件。