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目的:探讨唑来膦酸对HCT116细胞的生物学作用及其分子机制。方法:1)采用CCK-8方法检测不同浓度唑来膦酸对HCT116细胞增殖的作用,不同浓度唑来膦酸孵育HCT116细胞72h后,测定细胞存活率,并计算IC50值;2)采用克隆形成实验观察唑来膦酸对HCT116细胞克隆形成能力的影响;3)采用流式细胞分析术分析25μmol/L和50μmol/L的唑来膦酸作用HCT116细胞48h后细胞的凋亡比例;4)25μmol/L和50μmol/L唑来膦酸作用HCT116细胞24h、48h和72h后,用线粒体膜电位特异性染料JC-1避光孵育细胞15min,采用荧光显微镜和流式细胞术分析其红色荧光强度的变化;5)Western blot方法分析唑来膦酸作用HCT116细胞72h后,细胞线粒体内和胞浆内cytochrome C含量的改变以及胞浆内caspase-3的活化情况;6)建立HCT116细胞裸鼠移植瘤模型,并观测给药唑来膦酸后肿瘤生长、瘤块重量及肿瘤组织形态学的变化。结果:1)唑来膦酸可抑制HCT116细胞的增殖,并具有剂量依赖性,IC50=26.79μmol/L;2)IC50浓度的唑来膦酸可显著抑制HCT116细胞克隆的形成;3)唑来膦酸25μmol/L和50μmol/L作用HCT116细胞48h后,HCT116细胞发生凋亡,凋亡比例分别为11.6%±0.5%、49.2%±3.4%,p<0.05;4)25μmol/L和50μmol/L唑来膦酸作用HCT116细胞24h、48h和72h后,荧光显微镜观察结果显示JC-1被激发出的红色荧光强度显著降低,流式细胞术分析结果显示被激发出JC-1红色荧光的细胞比例显著减少:25μmol/L唑来膦酸作用HCT116细胞24h、48h和72h后,JC-1红色荧光细胞的比例分别为96.49%±2.1%、86.13%±3.2%、74.23%±5.3%,p<0.05;50μmol/L唑来膦酸作用HCT116细胞24h、48h和72h后,JC-1红色荧光细胞的比例分别为55.21%±5.9%、66.65%±2.3%、38.71%±4.3%,p<0.05;5)Western blot结果显示25μmol/L和50μmol/L唑来膦酸作用HCT116细胞72h后,线粒体中cytochrome C减少,胞浆中cytochrome C增多,同时,活化的caspase 3增多。说明cytochrome C从线粒体内释放至胞浆,并最终激活了Caspase-3;6)体内实验结果显示2mg/kg唑来膦酸治疗可显著抑制小鼠肿瘤生长,末次测量肿瘤体积对照组为2289.4±363.8mm3,唑来膦酸组为926.42±238.3mm3;试验结束后剥离肿瘤组织,对照组、2mg/kg唑来膦酸治疗组的平均瘤重分别为2.53±0.33g、1.65±0.31g,唑来膦酸组肿瘤体积显著小于对照组,抑瘤率为:34.8%;移植瘤的组织形态学检查显示唑来膦酸诱导了肿瘤细胞凋亡。结论:唑来膦酸能抑制HCT116细胞增殖和克隆形成,其机制是通过使线粒体跨膜电位下降,通透性增强,导致cytochrome C由线粒体释放至细胞浆,最终激活了caspase-3,导致细胞凋亡。动物实验证明唑来膦酸可抑制体内肿瘤生长,诱导肿瘤组织发生凋亡。该研究为ZOL作为结直肠癌治疗药物的开发与临床应用提供了理论依据。