硫氧还蛋白系统在调节细胞氧化还原平衡及调节多种信号通路中起到重要作用。硫氧还蛋白还原酶（TrxR）在多种人体肿瘤细胞中高表达分泌，因此成为抗肿瘤药物设计中很具潜力的作用靶标。金诺芬（AF）作为TrxR的有效抑制剂，同时具有体内和体外的抗肿瘤活性。硒（Se）的抗肿瘤活性和机制已有很好的阐明，然其作用的靶标仍不明确。硒代胱氨酸（SeC）是一种可用作营养来源的含硒氨基酸，其对肿瘤细胞有选择性的凋亡诱导作用。本文旨在阐明Se与AF协同诱导肿瘤细胞凋亡的具体机制并提出TrxR作为Se发挥联合抗肿瘤作用的靶标，并为含硒药物在联合用药的应用提供实验依据。本文的主要内容表现在以下几个方面：1.本部分采用了MCF-7，MDA-MB-231和RMCF-7DOX三种不同的乳腺癌细胞，研究其细胞内TrxR表达量与Se和AF联合诱导细胞凋亡之间的关系。Western Blotting结果表明TrxR表达量在三种人乳腺癌细胞当中存在显著差异，MCF-7中TrxR表达较高，MBA-MD-231其次，而RMCF-7DOX中TrxR表达量较少。MTT实验结果显示，有机硒和AF对于这三种细胞的协同毒性与细胞中TrxR表达量成正相关。具体的，对于TrxR高表达的MCF-7和MBA-MD-231细胞，有机硒与AF协同诱导其凋亡的能力明显强于TrxR低表达的RMCF-7DOX细胞，这提示AF与有机硒的联合使用可以靶向作用高表达TrxR的肿瘤细胞。2.在本部分中，我们选取TrxR高表达细胞人MCF-7乳腺癌细胞为模型，研究SeC协同AF诱导其凋亡的分子机制。采用MTT染色测定细胞群活力，流式细胞术测定细胞周期，TUNEL-DAPI检测细胞内DNA片段化和核固缩，JC-1荧光探针测定细胞内线粒体膜电位损伤，DCF荧光探针检测细胞内活性氧水平以及Western blotting检测细胞内凋亡相关的关键蛋白表达量的变化等手段，结果表明，SeC协同AF靶向抑制TrxR活性从而引起细胞内ROS过量积累，造成下游激酶AKT和ERK去磷酸化程度上升，进一步引起DNA损伤，激活p53通路。p53通路的激活引起线粒体膜上Bcl-2家族蛋白中Bcl-2表达量下调及Bad下调，引起线粒体膜电位耗散，最终引起细胞发生线粒体通路的细胞凋亡。该结果提出了采用SeC和AF通过协同抑制TrxR活性发挥联合抗肿瘤作用的策略，目前已发表在PLoS ONE上(2013,8(1): e53945)。3.分析了SeC和AF对TrxR抑制的酶动力学作用。根据Michaelis-Menten方程按照不同的方式拟合出Lineweaver-Burk曲线，Eisenthal和Cornish-Bowden曲线，结果发现，SeC能竞争性抑制TrxR，即SeC可能作为TrxR的底物与Trx竞争TrxR的活性位点；而AF非竞争性地抑制TrxR。两者联合抑制TrxR是以一种混合了竞争性抑制和非竞争行抑制的方式。综上所述，本文的结果提出了乳腺癌细胞中TrxR表达量影响有机硒和AF对其的协同抗肿瘤活性。阐明了SeC通过增强AF抑制TrxR活性达到协同诱导乳腺癌细胞凋亡，并提示了SeC协同AF靶向Trx系统达到增效抗肿瘤效果的全新的策略。