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藏红花素（Crocin）又名番红花苷,是从鸢尾科植物藏红花干燥柱头提取的主要有效成分之一。近年来研究表明,Crocin对多种癌细胞具有明显的抗癌活性,且对正常细胞几乎无毒副作用,有望成为一种新型的天然抗癌药物。本文的目的在于从体外模型考察其药效与影响因素。首先选用传统二维（Two dimensional,2D）细胞培养模型,考察Crocin体外对人乳腺癌细胞系（MCF-7）的抑制作用。由CCK-8试验可知,在2D细胞模型中Crocin可显著抑制MCF-7细胞的生长,且随作用时间和作用浓度增加该抑制作用均明显增强。对Crocin给药的MCF-7细胞进行复合荧光染色、苏木精-伊红染色（Hematoxylin-Eosin Staining,HE）以及扫描电镜（Scanning Electron Microscope,SEM）观察发现,Crocin处理后MCF-7细胞由多角形充分伸展状态皱缩成球,并且活细胞数目明显减少。随Crocin浓度增高,细胞核变性破碎,多数细胞凋亡。此外,考察Crocin体外对小鼠颅顶前成骨细胞系（MC3T3-E1）和人脂肪干细胞（ADSCs）的活性影响,表明低浓度Crocin对上述两种正常细胞无明显细胞毒作用。基于三维（Three dimensional,3D）细胞培养模型相对能更好地模拟体内细胞生长微环境且可提高药物筛选效率和准确性,本研究通过构建体外3D细胞培养模型进一步评估Crocin对3D培养MCF-7细胞的抑制作用。选用海藻酸钙（Alginate,Alg）、明胶（Gelatin,Gel）、氯化钙（CaCl2）制备体外3D细胞培养用微胶珠,采用液滴法制备了海藻酸钙微胶珠（CA）和海藻酸钙/明胶（CAG）微胶珠,并表征和分析了其微观结构、耐浸泡性、溶胀性、渗透性、收缩性和细胞活力。结果表明,胶珠材料直径介于2.0 mm3.0 mm,其内部为多孔结构且相互连通,能为细胞增殖分化提供良好的环境,且浸泡机械性能足够支持离体细胞在胶珠内部的长期培养。相比于CA胶珠,CAG胶珠对葡萄糖和牛血清白蛋白具有更好的渗透性,并且CAG胶珠的收缩更小进而可以降低对包埋细胞的损害。细胞培养进一步表明在CAG和CA胶珠内包埋MCF-7细胞,细胞在CAG胶珠内的增殖最显著,细胞之间紧密连接聚集成大量集落。此外,为了确定胶珠内MCF-7细胞的包埋密度,本研究对包埋细胞的CAG胶珠（包埋细胞密度:2×103个/珠、5×103个/珠、1×104个/珠、2×104个/珠）进行CCK-8检测、复合荧光染色及收获细胞的荧光染色,结果表明每珠包埋20000个MCF-7细胞不断生长增殖,细胞之间紧密连接生成了大量细胞集落。综上,本实验选择包埋2×104个MCF-7细胞的CAG微胶珠构建体外3D细胞培养模型,用于后续评估Crocin对3D培养MCF-7细胞的抑制作用。相比2D培养,3D培养细胞的IC50值分别增大2.77、2.70、4.34倍,表明3D微胶珠培养环境增强了细胞的耐药性。复合荧光染色检测发现,未经Crocin作用的MCF-7细胞在微胶珠内细胞不断生长增殖,细胞之间相互连接形成细胞集落。随着Crocin给药浓度增加,细胞活率显著降低,细胞集落减少,且集落尺寸减小。本文通过CCK法、流式细胞术、复合荧光染色、HE染色以及扫描电镜等检测方法,分别从传统2D细胞培养和3D微胶珠培养层面评估了Crocin对MCF-7细胞的抑制作用。研究发现Crocin对2D培养细胞及3D微胶珠内细胞的生长均呈现时间依赖性和浓度依赖性的抑制作用,并通过存活率-浓度拟合曲线得到IC50值。通过复合荧光染色及HE染色观察发现,经Crocin作用后2D培养细胞形态皱缩破裂,3D微胶珠内细胞集落尺寸减小。此外,证实了低浓度的Crocin对两种正常细胞（MC3T3-E1细胞和ADSCs细胞）几乎无活性影响。