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细胞凋亡与肿瘤的发生、发展密切相关,一直是肿瘤病因学及治疗学中的研究热点。激活素A (Activin A)属于转化生长因子β(TGF-β)超家族成员,是一种多功能生长和分化因子,在初期胚形成,神经、造血细胞增殖和分化等多方面扮演着重要角色,研究显示激活素A具有诱导小鼠B细胞杂交瘤凋亡作用,但有关其机制仍然不清楚。为了寻找介导激活素诱导肿瘤细胞凋亡基因,我们采用激活素A刺激小鼠B细胞杂交瘤,将其诱导的高表达基因克隆入pcDNA3真核表达载体,然后再转染入体外培养的小鼠B细胞杂交瘤,观察其诱导小鼠B细胞杂交瘤凋亡作用,并进一步采用多种肿瘤细胞验证其诱导肿瘤细胞凋亡效应。研究揭示克隆的基因具有诱导小鼠和人白血病细胞凋亡作用,因此将该基因命名为白血病细胞凋亡相关基因(Leukemia Cell Apoptosis-related Gene, LCARG),具体研究结果如下。1.激活素A可以上调B细胞杂交瘤2B12细胞LCARG的表达,在12h达高峰。LCARG可以增强激活素A抑制2B12细胞增殖,促进其诱导2B12细胞凋亡。LCARG siRNA降低激活素A诱导2B12细胞凋亡作用。2. LCARG单独作用也可以抑制B细胞杂交瘤2B12细胞增殖、抗体分泌,早期可以引起Annexine V膜外翻、晚期诱导Caspase3活化,细胞出现DNA断裂、核碎裂等典型的凋亡变化。3.检测发现LCARG作用2B12细胞后线粒体凋亡途径的调控因子Bax/Bcl-2表达比例上调,细胞浆内Cytochrome-C含量增加,内质网应激途径标志性分子Caspase-12 mRNA水平升高,死亡受体途径Caspase8 mRNA表达水平及活性无改变。提示LCARG诱导肿瘤细胞凋亡主要与线粒体途径及内质网途径有关,而与死亡受体途径可能无关。4.为了验证LCARG诱导肿瘤细胞凋亡作用,本研究观察了过表达LCARG对人Jurkat和Raji细胞,以及小鼠Yac-1、EL-4、RAW264.7、Hep1-6、Neuro-2a、CHO和L929细胞系的影响。结果显示,LCARG不同程度抑制Jurkat、Raji、Yac-1、EL-4以及RAW264.7细胞增殖；流式细胞术检测可见明显的亚二倍体凋亡峰；对Yac-1、Jurkat细胞进行形态学检测可见细胞折光度消失、体积缩小、核膜皱缩、染色质固缩边集被包裹成核小体等凋亡形态学改变；但LCARG并不能诱导Hep1-6、Neuro-2a以及L929细胞凋亡。上述结果提示该基因主要诱导白血病样肿瘤细胞凋亡。5.进一步对Yac-1细胞的检测显示LCARG可以活化Caspase3,剪切DNA断裂形成典型的DNA-Ladder图谱；不改变Caspase8表达水平,上调Bax表达,下调Bcl-2表达水平。该结果进一步证实LCARG诱导肿瘤细胞凋亡与线粒体途径有关,而与死亡受体途径无关。6.研究显示参与激活素Smads信号传导途径的信号促进蛋白Smad3、信号抑制蛋白Smad6单独应用均不能诱导小鼠B细胞杂交瘤2B12细胞凋亡。结论,本研究揭示LCARG属于新的白血病样肿瘤细胞凋亡基因,主要通过线粒体途径以及内质网途径诱导肿瘤细胞凋亡；LCARG可能是介导激活素A诱导肿瘤细胞凋亡的关键性细胞内信号分子。本研究不仅发现新的诱导肿瘤细胞凋亡基因,也为开发新的抗肿瘤基因治疗药物奠定了研究基础。