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多药耐药是癌细胞对多种结构和功能不相关的化疗药物都存在耐药性的一种现象。乳腺癌在临床治疗中经常产生多药耐药。米托葸醌(mitoxantrone,MXT)是一种常用的临床治疗乳腺癌的化疗药物,其主要机制为抑制拓扑异构酶Ⅱ,从而阻碍DNA合成与修复,导致乳腺癌细胞周期阻滞于S和G2/M期。已有大量文献报道PI3K/Akt信号通路与细胞生长和抗凋亡有关,抑制PI3K/Akt信号通路能诱导细胞死亡、增加肿瘤细胞对化疗药物的敏感性。LY294002和Wortmannin是两种常用的PI3K抑制剂,被广泛用于PI3K在细胞内的功能研究。现有文献表明利用LY294002或Wortmannin联合化疗药物能逆转磷酸化糖蛋白(P-glycoprotein,P-gP)和多药耐药相关蛋白(multidrug resistance associated proteins,MRPs)介导的多药耐药。本论文主要研究磷脂酰肌醇(-3)激酶(PI3K)抑制剂对乳腺癌耐药蛋白(breastcancer resistance protein,BCRP)介导的乳腺癌耐药细胞株MCF-7/MXT对MXT的耐药的逆转作用。MCF-7/MXT细胞是高表达乳腺癌耐药蛋白的耐药细胞株,是利用MXT浓度梯度对敏感细胞株MCF-7进行筛选而获得。本研究应用多项实验技术检测多种指标:MTT法检测PI3K抑制剂与MXT单独或共同作用时乳腺癌敏感株MCF-7或耐药株MCF-7/MXT的细胞活性;流式细胞术检测敏感株MCF-7或耐药株MCF-7/MXT细胞内MXT的积聚与外排、线粒体膜电位及细胞周期分布;Western blot检测细胞凋亡相关信号通路。本研究发现wortmannin不能增加耐药株MCF-7/MXT对MXT的敏感性,而LY294002却能显著地逆转MCF-7/MXT对MXT的抗性(P＜0.01)。Wortmannin对MCF-7/MXT细胞内MXT的积聚、外排,线粒体膜电位及细胞周期分布都没有影响。LY294002使MXT对MCF-7/MXT的半抑制率减少了35.4倍。在LY294002的共同作用下,MCF-7/MXT细胞二小时MXT的积聚增加了14倍,1小时的外排减少了4倍。MXT单药作用会引起MCF-7/MXT细胞显著的G2/M期和轻微的S期阻滞,LY294002单药作用会引起G0/G1期阻滞,而MXT和LY294002联合作用96小时,导致MCF-7/MXT细胞明显的S和G2/M期阻滞。MXT或LY294002单独处理MCF-7/MXT细胞24小时都不会引起细胞线粒体膜电位下降,而联合处理24小时却显著地降低了细胞线粒体膜电位。LY294002的作用导致了PI3K下游靶点Akt磷酸化即活性的下降。在LY294002与MXT联合作用下,caspase 8,9,3,7及PARP的活性都有不同程度的增加。LY294002与MXT单独或联合作用都导致了Bcl-2表达明显的下调。由此可见,LY294002可能通过抑制PI3K活性和BCRP外排MXT的功能,激活细胞内与细胞外依赖性两条细胞凋亡信号通路,从而逆转MCF-7/MXT细胞对MXT的耐药。同为PI3K抑制剂,wortmannin却不能增加MCF-7/MXT对MXT的敏感性,其原因可能是wortmannin在溶液中的半衰期只有4至6小时,也可能与其分子结构不能抑制BCRP外排MXT有关,或与LY294002在细胞内还有其它功能有关,如抑制钙、钾离子通道、DNA依赖性蛋白激酶、钙蛋白激酶等等。LY294002与MXT联合作用具有良好的临床研究与应用价值。