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目的：探究砷甲基转移酶(Arsenic(+3 Oxidation State) Methyltransferase，As3MT)在三氧化二砷（Arsenic Trioxide，ATO/iAsⅢ）在治疗急性早幼粒细胞白血病(APL)的作用，同时研究砷及其活性代谢产物(单甲基亚砷酸MMAⅢ和二甲基亚砷酸DMAⅢ)的混合物Mix（主要模拟血液中的砷分布）对APL疾病的作用，进而证明体内不同砷化合物对疾病治疗的作用。 方法：以急性早幼粒细胞白血病NB4细胞为主要研究对象，使用单一砷剂(iAsⅢ)和两种甲基化砷代谢产物的混合物(Mix; iAsⅢ∶ MMAⅢ∶ DMAⅢ=1∶1∶1)暴露NB4细胞，通过流式细胞术，Western Blot，免疫荧光，透射电镜，免疫沉淀等方法检测NB4细胞的分化、凋亡、自噬等指标变化。另外，建立共培养实验体系（详见参照研究具体内容）,模拟肝脏和血液之间的动态变化，探究As3MT对治疗白血病的影响研究。以人肝癌细胞HepG2为载体，转染空质粒或过表达砷甲基转移酶As3MT质粒,对比加入无机砷iAsⅢ后对共培养体系的上腔室培养NB4细胞的分化、凋亡及对细胞生长抑制作用，阐明As3MT在砷剂治疗NB4细胞过程中有利于诱导细胞分化或凋亡。 结果：单一砷剂(iAsⅢ)暴露细胞3天可以显著诱导细胞发生分化，与阳性对照组全反式维甲酸一样，细胞表面CD11b抗原表达率显著上升，同时细胞形态不规则，细胞核与胞浆的比例下降，而模拟体内砷剂代谢的Mix组这种现象不太明显。iAsⅢ同样可以显著降解PML-RARa融合蛋白。同时，在PML-RARa的降解过程中，iAsⅢ可以使PML和RNF4及SUMO-1共定位良好，提示砷剂降解融合蛋白的过程中，有RNF4和SUMO-1的参与，而Mix组这种现象不是很明显。在对比诱导细胞自噬的实验中，iAsⅢ可以显著诱导细胞自噬的发生，自噬相关蛋白LC3，Beclin-1等表达上调。免疫荧光共聚焦实验证实，PML和LC3细胞共定位良好，提示砷剂降解PML-RARa的过程中，有自噬的参与。但是我们在293T细胞转染PML加入自噬抑制剂3-MA和CQ，用砷剂暴露细胞，发现其并不能显著逆转PML的降解，提示自噬对融合蛋白的降解贡献十分有限。Mix组和iAsⅢ相比，可以显著诱导NB4细胞凋亡。流式实验AnnexinⅤ/PI染色显示，iAsⅢ组为10.5％，Mix组为25.0％，凋亡相关蛋白Caspase3，Caspase9，PARP激活，其活性也有相应的增加，而caspase家族抑制剂Z-VAD-FMK可以逆转Mix引起的凋亡。同时，我们也发现，Mix可以诱导细胞内活性氧(Reactive OxygenSpecies，ROS)的产生，ROS清除剂N-乙酰半胱氨酸(NAC)可以逆转细胞的凋亡。共培养实验表明，在转染了As3MT的实验组，NB4细胞的数目和对照组相比有一定的下降，凋亡相关蛋白有表达，提示我们As3MT的存在或许诱导了细胞的凋亡。 结论：单一无机砷剂iAsⅢ主要起到了诱导细胞分化，引起细胞SUMOlyation，降解PML-RARa融合蛋白的作用。而模拟体内代谢的砷剂混合物Mix组主要起到了诱导细胞凋亡的作用，该凋亡过程是由Caspase依赖和ROS介导的。砷甲基转移酶As3MT的过表达有助于砷剂代谢成其活性的中间产物，进而引起了细胞凋亡。