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背景与目的食管癌(esophageal cancer, EC)是常见的发生在食管鳞状上皮或腺上皮组织的恶性消化道肿瘤,占所有恶性肿瘤的2%,其发生发展通常经历上皮不典型增生、原位癌变、侵润癌,严重威胁着人类健康,且食管癌预后存活率较差。食管癌是全世界发病率第8位的肿瘤,也是全世界致死率第六位的肿瘤,全世界每年约有几十万人死于食管癌,而我国占50%以上。我国是世界上食管癌发病率和病死率较高的国家,每年平均病死约15万人,食管癌的发病率仅次于胃癌,且呈现密集分布,位居第二。在2000年我国癌症死亡人数约150万,其中食管癌的死亡在城市居民中排第5位,在农村人口中为第4位。近10年来,欧美等国家的食管腺癌的发病率呈明显上升趋势,而我国仍以鳞状细胞癌为主。流行病学发现食管癌的发病涉及多种因素,各因素可因地理、风俗、生活行为习惯等差别所致,其暴露机会、剂量摄入的差异等发挥不同的作用,各地区的主要流行因素可能有所不同。食管癌的发生可能是多种因素综合作用的结果。近年来的研究表明,食管癌的发生和环境因素有关。包括生活习惯如吸烟饮酒、饮用热茶、不良的口腔卫生、含有硝酸盐的腌制品摄入过多、摄入较低水果蔬菜的膳食模式等有关在生物学病因方面,当然可包括肥胖,和细菌感染、嗜上皮性病毒感染、经济条件差、环境污染等有关,同时具有明显的遗传易感性,群体遗传流行病学表明,食管癌具有明显的家庭聚集性倾向。哺乳动物的雷帕霉素靶蛋白(Mammalian target of rapamycin, mTOR)是一种丝氨酸／苏氨酸激酶,PI3K-激酶(PIKK)家族的一员,PIKK家族其中包括PI3K,DNA的蛋白激酶(DNA protein kinase, DNA-PK),和共济失调毛细血管扩张症相关突变(ataxiatelangiectasia mutated, ATM)。 mTOR是一个蛋白质和脂质合成、生长因子驱动细胞周期进程的主要调节通路,要是通过两个复合物mTORC1/2调节这些过程。mTORC1包括mTOR调节相关蛋白(mTOR regulatory-associated protein of mTOR, Raptor)、 mLST8和富含脯氨酸的Akt底物40(proline-rich Akt substrate40, PRAS40)和mTOR别构调节抑制剂大环内酯类抗生素雷帕霉素。雷帕霉素可以通过不可逆地结合mTORC1,损害下游底物的募集。GDC-0941,是一种特异性磷脂酰肌醇3磷酸激酶(PI3K)雷／帕霉素靶蛋白(mTOR)激酶双抑制剂。化学结构式为：2-(1H-吲唑-4-基)-6-[[4-(甲基磺酰基)-1-哌嗪基]甲基]-4-(4-吗啉基)噻吩并[3,2-d]嘧啶,分子式为：C23H27N7O3S2O目前该药由美国FDA批准处于临床I期试验中。GDC-0941对恶性肿瘤生长和转移的抑制作用机制是近年来研究的热点。本研究选用磷脂酰肌醇3磷酸激酶(P13K)雷／帕霉素靶蛋白(mTOR)激酶双抑制剂GDC-0941作为诱导药物,以人食管癌EC9706细胞为研究对象,研究GDC-0941诱导EC9706细胞调亡的作用,并对其发生凋亡以及相互作用的分子机制进行初步研究,为治疗食管癌设计新的治疗策略提供参考。方法选择不同浓度GDC-0941(终浓度分别为40nmo1/L、160nmo1/L、640nmol/L),作用于EC9706细胞48小时后,通过细胞形态学和CCK8法观察GDC-0941对EC9706细胞增殖的影响；应用Hoechest33342观察细胞核形态改变和细胞凋亡检测细胞凋亡；应用流式细胞仪和Annexin V-FITC／PI双染法观察细胞线粒体变化及细胞凋亡；免疫免疫印迹法检测Bax, Bc1-2的蛋白表达。实验数据分析使用单因素方差分析(one-way ANO VA)进行多组定量资料之间的比较。结果GDC-0941能抑制EC9706细胞增殖,且随着GDC-0941剂量的增加,抑制作用增强,最大抑制率可达68.1%。GDC-0941作用后的EC9706细胞,GDC-0941各剂量组出现染色质聚集等典型的凋亡形态学改变。流式细胞仪检测显示：GDC-0941作用EC9706细胞后,引起EC9706线粒体膜电位的改变,导致细胞凋亡。且随GDC-0941剂量的增加EC9706细胞凋亡百分率逐渐增大。免疫印迹结果发现,与对照组相比,GDC-0941刺激EC9706细胞后,Bax蛋白表达减少,且随GDC-0941剂量的减少表达显著；而Bcl-2蛋白表达增多,且随GDC-0941剂量的增加表达显著增多。结论(1) GDC-0941能显著抑制人食管癌EC9706细胞增殖,对细胞生长具有抑制作用。(2) GDC-0941对人食管癌EC9706细胞增殖抑制及促凋亡的作用,呈现一定的剂量依赖方式。(3) GDC-0941对人食管癌EC9706细胞的凋亡作用机制,可能与上调Bax蛋白、下调Bc1-2蛋白的表达相关。