线粒体在细胞凋亡中占据重要地位，但线粒体在昆虫细胞凋亡中的作用还鲜有研究。我们课题组在研究喜树碱(camptothecin，CPT)的作用机制的过程中发现其可能通过诱导昆虫细胞凋亡而起到杀虫作用，而此过程中涉及线粒体的参与。但线粒体是如何参与CPT诱导的昆虫细胞凋亡过程以及线粒体与昆虫细胞凋亡的关系还不得而知。为了进一步阐明CPT与HCPT诱导的线粒体途径以及CPT及羟基喜树碱(10-hydroxycamptothecin，HCPT)的毒理学机制，我们研究了CPT和HCPT对甜菜夜蛾（Spodoptera exigua）中肠脂肪体细胞系IOZCAS-Spex-Ⅱ的凋亡诱导效应、凋亡过程中线粒体形态结构与功能的改变及改变机制，得到如下研究结果:　　通过PI/AnnexinⅤ-FITC双染法检测了CPT和HCPT诱导的IOZCAS-Spex-Ⅱ细胞凋亡随药剂处理时间和处理浓度的变化。发现CPT和HCPT均可显著地诱导细胞发生凋亡，具有时间和浓度依赖效应。CPT和HCPT处理24 h，细胞凋亡率分别为53.57％和51.46％，MTT法检测细胞活性抑制率分别为53.13％和54.85％，表明细胞凋亡率与细胞活性抑制率的变化基本一致，表明CPT和HCPT通过诱导甜菜夜蛾细胞凋亡而导致其增殖活性受到抑制。　　通过透射电镜观察了线粒体的亚显微结构，线粒体在CPT和HCPT刺激2h后即出现肿胀变圆，嵴弯曲，24h后线粒体分裂大量增多，线粒体外膜破裂。同时伴随着细胞核固缩，染色质凝集，吞噬小泡增多等凋亡现象。激光共聚焦显微镜观察线粒体的分布，线粒体随着药剂处理时间的延长，线粒体去极化，分布状态也由均匀分布向簇状、弥散状转化。表明CPT和HCPT能够引起昆虫细胞线粒体形态、结构和分布的改变。　　通过流式细胞仪检测线粒体膜电位、氧化自由基(reactive oxygen species，ROS)、钙(calcium，Ca2+)，等线粒体功能指标。CPT和HCPT处理后，早期ROS产生增多，12h左右降至最低，以后又大量产生，证明了ROS产生是个链式连锁放大反应。胞质Ca2+浓度增大，6-12 h增加最为显著。而线粒体膜电位则一直处于下降趋势，且在药剂处理12h开始急剧下降。在选择浓度范围内，随着处理浓度的增大，ROS产生逐渐增多，线粒体膜电位的丧失增加，胞质Ca2+浓度逐渐增大。表明CPT和HCPT引起的昆虫细胞线粒体功能改变具有时间和浓度效应。同时12h是线粒体发挥功能的一个关键时间点，线粒体在接收凋亡刺激后，产生大量的ROS，胞质Ca2+释放，线粒体膜电位降低，线粒体膜通透化，进而刺激产生更多ROS，促进凋亡发生。　　通过加入线粒体通透性转换孔(mitochondrial permeablity transition pore，mPTP)的抑制剂环孢菌素A(CyclosporineA，CsA)，研究线粒体内膜通透化转换在CPT和HCPT诱导昆虫细胞凋亡中的作用。发现CsA抑制了CPT和HCPT诱导的昆虫细胞诱导的凋亡过程中Cytc从线粒体到胞质的释放、ROS的产生、膜电势的丧失以及胞质Ca2+的释放，进而抑制细胞凋亡。证实CPT和HCPT诱导的昆虫细胞凋亡具有线粒体通透性转换孔依赖性，但这种依赖性具有时间性，随着线粒体功能的改变，细胞凋亡一旦发生，将以不可逆的态势继续发生，表明不依赖于线粒体通透性孔开放的凋亡路径亦同时存在。　　通过免疫方法和分光光度法分析了CPT和HCPT诱导甜菜夜蛾细胞IOZCAS-Spex-Ⅱ过程中DNA、脂质和蛋白质的氧化状况。研究发现CPT和HCPT能够引起甜菜夜蛾细胞DNA损伤，细胞脂质和蛋白质发生一定程度的氧化损伤，与对照组相比，48h氧化损伤显著。表明CPT和HCPT对昆虫细胞产生氧化压力，产生过多ROS，导致昆虫细胞DNA、脂质和蛋白都产生氧化损伤，细胞发生凋亡。　　综上所述，CPT和HCPT处理引起昆虫细胞产生ROS，造成细胞DNA、脂质和蛋白质过氧化，从而对昆虫细胞产生毒性。凋亡途径为线粒体内途径，具有一定的线粒体通透性转换孔开放依赖性。本论文首次系统地阐明了喜树碱诱导的昆虫细胞凋亡的机理和线粒体途径，这对于研究线粒体的昆虫毒理学意义和喜树碱的杀虫活性机制具有重要的价值。