食管鳞癌(esophageal squamous cell carcinoma,ESCC)是常见消化道恶性肿瘤,其死亡率位居我国恶性肿瘤的第四位.食管癌恶性程度高、预后差,目前缺乏有效的治疗药物.白花丹素(Plumbagin,PL)是一种提取自药用植物白花丹的天然化合物.以往有研究表明白花丹素对肺癌、乳腺癌等恶性肿瘤细胞的增殖和存活具有显著抑制作用,但其在ESCC 细胞中的作用尚无报道.本研究中,我们检测了白花丹素在ESCC 细胞中的作用,发现PL 处理可以剂量依赖性的方式抑制ESCC 细胞在体外的增殖活力,其在ESCC 细胞KYSE150 和KYSE450中的IC50 值分别为6.38 ± 0.20 和7.98 ± 0.28μmol/L.同时,PL 处理可导致明显的细胞周期阻滞及凋亡,并可显著抑制ESCC 细胞的平板集落形成能力以及移植瘤在裸鼠体内的生长.PL 处理可在体外明显下调ESCC 细胞中PLK1 的蛋白表达水平,而敲降PLK1 的表达可显著抑制ESCC 细胞在体外的增殖及存活能力.特别是,在PL 处理细胞中过表达外源PLK1 可显著回复ESCC 细胞的增殖及存活能力,提示PLK1 是ESCC 细胞中PL 作用的一个重要下游靶点.进一步研究发现,PL 处理及敲降PLK1 表达均可明显降低ESCC 细胞中AKT 的活性,而在PL 处理细胞过表达PLK1 可回复p-AKT 的表达水平,提示PL 可通过下调PLK1表达抑制PI3K/AKT 信号通路的活性,从而抑制ESCC 细胞的增殖和存活.另一方面,我们前期研究证实STAT3 在ESCC 细胞中可转录激活PLK1 的表达.在本研究中,我们发现PL 处理可明显抑制ESCC 细胞中STAT3 的活性和PLK1 的mRNA 水平,而使用STAT3 的选择性抑制剂JSI-124 处理ESCC 细胞,可明显下调ESCC 细胞中PLK1 的mRNA 表达水平,提示在ESCC 细胞中PL 可能通过抑制STAT3 的活性下调PLK1 的表达.综上所述,本研究发现PL 在ESCC 细胞中可通过抑制PLK1-AKT 通路显著降低ESCC 细胞的增殖及存活能力,提示PL 有可能作为ESCC 治疗的有效药物.