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目的通过对19种喹诺酮衍生物的初步筛查,寻找对人肝癌SMMC-7721细胞增殖有显著抑制作用的化合物,对其作用机制进行初步研究,为该类化合物的开发利用提供依据。方法MTT法进行药物初步筛查;流式细胞术PI单色标记法检测细胞周期的改变;荧光显微技术Hoechst33258/PI染色和TUNEL法观察细胞凋亡;DNA琼脂糖凝胶电泳检测凋亡特异性梯状DNA;以pBR322 DNA为底物,采用琼脂糖凝胶电泳法测定FQ16对人DNA拓扑异构酶Ⅱ(TopoisomeraseⅡ,TOPOⅡ)性的影响。高内涵活细胞成像系统检测细胞线粒体膜电位;RT-PCR法检测细胞凋亡相关mRNA表达的改变;Western-blotting检测细胞凋亡相关蛋白表达的变化。结果MTT法测定19种化合物对肝癌细胞株SMMC-7721细胞增殖的作用。发现FQ1、FQ4、FQ16三种化合物具有显著的细胞增殖抑制作用,其中FQ16在0.625μmol·L-1 ~10μmol·L-1的浓度范围内能显著抑制肝癌细胞增殖而且呈浓度、时间依赖关系,作用于细胞24 h的IC50值是4.48μmol·L-1;细胞周期阻滞在G2/M期;荧光染色观察细胞形态学变化,显示凋亡细胞染色质凝集,细胞核碎裂成碎片等典型细胞凋亡特征性变化,晚期凋亡细胞可见特异性PI染色。琼脂糖凝胶电泳结果显示,FQ16达7.39μmol·L-1浓度作用于SMMC-7721细胞24h,可见凋亡细胞典型的梯状DNA条带,TUNEL实验统计细胞凋亡率显著高于对照组(P﹤0.05);FQ16能影响DNA拓扑异构酶Ⅱ的活性,并伴有细胞线粒体膜电位降低,3、4.48、7.39μmol·L-1 FQ16作用24h后与对照组相比分别降低(9.52±5.62)%,(37.32±5.52)%,(45.59±3.17)%;RT-PCR检测显示,FQ16促进促凋亡基因p53、Bax在转录水平表达增强,抗凋亡Bcl-2表达降低;Western blotting结果显示,p53、Bax、caspase-9和caspase-3蛋白表达量高于对照组,Bcl-2蛋白表达量降低。caspase-9、caspase-3活性裂解片段显著增加,caspase-8蛋白表达不受影响。结论1. FQ16具有抑制肝癌细胞增殖,阻滞细胞周期进程作用,其抑制作用呈浓度和时间依赖性。2. FQ16有诱导SMMC-7721细胞凋亡作用。3. FQ16诱导细胞凋亡作用可能是抑制细胞DNA TOPOⅡ的活性,引起细胞DNA受损,诱导细胞经线粒体凋亡通路凋亡。