细胞的增殖和凋亡对保持机体的自稳平衡至关重要，其中凋亡通路的失调往往导致肿瘤的发生和耐药性的出现。深入了解凋亡的分子机理，对于合理设计抗肿瘤药物具有重要意义。 天然产物为抗肿瘤药物的研究提供了丰富的资源，该论文第一部分试图从中筛选能够特异抑制增殖和诱导凋亡的小分子化合物，并进一步研究其作用的细胞和分子生物学机理，为新药的发现提示新的方向和提供理论依据。 WoodfordinI是一种大环鞣质类化合物，它能够抑制人慢性粒细胞性白血病K562细胞的增殖，并且通过线粒体依赖的通路诱导细胞凋亡。在凋亡早期(＜20min)，线粒体膜电位(MMP)的快速下降，活性氧(ROS)产生；随后细胞色素c释放到胞质中，激活caspase-9和caspase-3。它还能够升高细胞内Ca2+浓度，降低c-Ab1和Bcr-Ab1的表达水平，并使酪氨酸蛋白磷酸化受到抑制。诱导线粒体的快速失活以及调控Bcl-2家族蛋白(如Bcl-2、Bcl-XL和Bax)可能是woodfordinI引起细胞凋亡发生的主要作用机理。 另外研究了四种薯蓣皂苷类化合物：diosgenin，methyl-protodioscin，dioscin和trillin对人白血病细胞的作用。甾体皂苷元diosgenin能够诱导K562细胞凋亡，同时伴随周期G2/M阻滞。它能够破坏细胞内的Ca2+平衡，诱导MMP发生超极化和去极化，产生ROS，激活caspase-3，并调控Bcl-2家族蛋白的表达。Methyl-protodioscin更能明显引起K562细胞G2/M周期阻滞，出现多核化细胞，继而进入凋亡，G2/M期阻滞可能和cyclinB1下调相关，Bcl-XL和Bax参与了凋亡的调控过程，细胞内Ca2+浓度在药物作用早期下降，MMP先出现超极化，然后在凋亡时发生去极化。Dioscin也能诱导K562细胞凋亡，但只能引起短暂的G2/M期阻滞。Trillin能诱导HL-60、NB4和K562细胞产生多核化现象，促使细胞凋亡或裂亡。 薯蓣皂苷类化合物和woodfordinI所具有的独特的作用机制使得它们可能会成为新一类抗肿瘤先导化合物。 化学分析方法在揭示细胞特定生命过程的结构变化信息方面具有重要的应用价值。全反式维甲酸(ATRA)在临床上用于治疗急性早幼粒细胞白血病(APL)，它能够诱导APL细胞向终末粒细胞方向分化，是肿瘤靶向治疗的典范。 傅里叶变换红外光谱法(FT-IR)能够从化学键的水平研究生物大分子的结构变化信息，该论文第二部分利用FT-IR研究了人APL细胞NB4在ATRA作用下向中性粒细胞的分化过程。结果表明与脂类、核酸和多糖等生物大分子相关的特征性FT-IR图谱发生了显著变化。ATRA使得细胞内脂类烃链增长，含量增加；在指纹区域(900～1300cm-1)的谱带呈现规律性的变化：不仅核酸的相对含量增加，而且在1022、1052和1153cm-1附近出现了新的谱峰，推测蛋白的糖基化、磷酸化作用以及多糖分子在分化过程中起着重要作用。人原幼粒细胞HL-60的光谱变化与NB4细胞相一致，而耐药的NB4-MR2细胞没有明显变化。 实验结果证实FT-IR能够用来分析细胞分化过程中生物大分子的结构变化，这对于研究白血病的成因和粒细胞的发育过程具有重要意义。