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天花粉蛋白(Trichosanthin,TCS)是一种由247个氨基酸组成的I型核糖体失活蛋白(Ribosome Inactivating Protein，RIP)，从葫芦科植物栝楼(Trichosanthes Kirilowii)球根中提纯获得。它具有广谱的生物学和药学活性，包括抗肿瘤、免疫抑制、中期引产以及抗病毒活性。上世纪八十年代末，McGrath等发现TCS可以抑制HIV-1在急性感染的T淋巴细胞和慢性感染的巨噬细胞中的复制，从而引起了研究者们极大的兴趣。但迄今为止，其抗HIV-1的作用机制仍不清楚。
本实验室对TCS的免疫毒理作用和抗HIV-1作用进行了多年的研究，前期工作显示TCS对HIV-1的直接作用并不明显，但对于HIV-1感染细胞却具有很强的毒性作用。提示TCS可能通过作用于宿主细胞来发挥其抗HIV-1活性。在此基础上，从细胞方面着手，对TCS选择性杀伤HIV-1感染细胞的作用及机制进行了探讨。首先，通过MTT法检测发现，相同条件下，TCS对于H9/HIV-1ⅢB细胞的毒性远远大于其对正常H9细胞的毒性。其次，流式细胞仪检测亚二倍体小峰和琼脂糖凝胶电泳检测片断化DNA的实验证实了TCS对H9/HIV-1ⅢB的细胞杀伤作用是通过诱导细胞凋亡实现的。流式细胞仪的结果显示TCS以剂量依赖的方式诱导较多的H9/HIV-1ⅢB细胞凋亡，25μg/ml TCS作用24h时，有8.4％的H9细胞凋亡，而H9/HIV-1ⅢB细胞的凋亡率则达到24.5％；随着作用浓度的降低，这种差异也在缩小。阳性对照D-Sorbitol对两种细胞的凋亡率没有明显差别，约为25％。琼脂糖凝胶电泳的结果进一步证实了这种推测，相同条件下，TCS诱导H9/HIV-1ⅢB细胞出现更多的DNA片断化。
TCS可以选择性的诱导H9/HIV-1ⅢB细胞凋亡，为了进行更深入的机制研究，建立了另外一株HIV-1慢性感染细胞系，HIV-1慢性感染的Jurkat细胞系(Jurkat/HIV-1ⅢB)来验证TCS的作用。发现相同条件下，TCS可以诱导同等程度的Jurkat/HIV-1ⅢB和Jurkat细胞凋亡，25μg/ml TCS作用24h时，分别有21.08％的Jurkat细胞和27.27％的Jurkat/HIV-1ⅢB细胞凋亡。以上的结果说明HIV-1感染H9细胞后增强了感染细胞对TCS的敏感性，而HIV-1感染Jurkat细胞后并不影响其对TCS的敏感性。根据细胞凋亡途径中是否依赖线粒体的参与可以将细胞分成Type Ⅰ和Type Ⅱ两种类型，H9细胞采取的是线粒体非依赖性的Type Ⅰ型凋亡途径，而Jurkat细胞则采取线粒体依赖性的Type Ⅱ型凋亡途径。由于Jurkat细胞对TCS诱导的凋亡更加敏感，推测HIV-1感染H9细胞后，诱导了细胞凋亡途径由Type Ⅰ向Type Ⅱ型转变。为此，采用流式细胞仪检测了TCS对凋亡细胞内的线粒体膜电位及caspase-8蛋白酶活性的影响，结果显示，H9/HIV-1ⅢB、Jurkat和Jurkat/HIV-1ⅢB细胞对TCS诱导的凋亡具有相同程度的敏感性，并且伴随着细胞线粒体膜电位的耗散和caspase-8蛋白酶的活化；而相同情况下，TCS对H9细胞的影响则很微弱。由此，进一步证实了作者的推测，即HIV-1感染H9细胞后，通过改变细胞内的某些信号，使H9/HIV-1ⅢB细胞的性状更加倾向于Type Ⅱ型细胞，从而增强其对于TCS的敏感性。