通常情况下，Caspase家族间可以相互激活，导致级联反应，促使细胞凋亡，在多种肿瘤组织及正常人体组织中广泛表达，可通过线粒体通路和死亡受体通路被激活。王晓芹等 [ 3 ] 报道，在熊果酸诱导下，多种急性白血病细胞均能发生凋亡，如组织细胞淋巴瘤细胞U937、人急性T细胞白血病细胞JurKat和急髓白血病M3细胞HL-60等。实验证明，这种诱导作用可能受Mcl-1下调的影响，其作用机制表现为在熊果酸作用下首先引起了Mcl-1的下调，随后又引起凋亡相关蛋白(Caspase-3和Caspase-9)的降解/活化及PARP的降解，最终促进细胞的凋亡。

图1. 3β-羟基-乌苏烷型-12-烯-28-羧酸

图2. 凋亡相关基因作用途径

Survivin基因是迄今为止发现的最强凋亡抑制因子，Survivin基因编码产生的Survivin蛋白以二聚体的形式存在，是凋亡抑制蛋白家族(Inhibitor of Apoptosis Protein, IAP)的重要成员。Survivin蛋白可通过抑制多种内源和外源凋亡相关因子，如Caspase-3、Caspase-7和P53等产生抑制细胞凋亡和调节细胞有丝分裂的双重功能。因此，抑制其表达和(或)功能可抑制细胞的生长、分化，引起细胞分裂缺陷，促使细胞凋亡。Survivin也参与了血管形成过程，能通过调节内皮细胞有丝分裂，促进血管生成。Survivin可以在多种肿瘤组织中过量表达，而在正常终末分化的成人组织中几乎不表达，与肿瘤不良预后和耐药性密切相关，使抑制Survivin成为治疗癌症和克服肿瘤细胞耐药性的新策略 [ 4 ] 。

p53基因属抑癌基因，在细胞凋亡过程中有着至关重要的作用，其不仅与肿瘤的发生、发展关系紧密，还参与细胞生长、分化及凋亡的调控，人类癌症中约有1/2是由该基因突变引起的。肝脏保护因子-15、超氧化物歧化酶-2和转录激活因子-3是p53的靶基因，可以阻止癌细胞增殖、诱导癌细胞凋亡 [ 5 ] 。熊果酸对肝癌SMMC-7721细胞也有诱导作用，使其细胞发生凋亡。其作用机制为，熊果酸引起p53基因以及Bax蛋白表达上调，Bcl-2蛋白表达下调 [ 6 ] 。

Bcl-2抑制细胞凋亡，不影响细胞周期及分化，其通过许多刺激因素如辐射热、渗透、休克等阻止细胞死亡，致使突变物聚集，受损的细胞继续存活，使肿瘤细胞得以进一步发生和发展。在一项体内研究中发现熊果酸可以抑制抗阿霉素人肝癌细胞系HePG2增殖及诱导其凋亡，其机制是熊果酸能激活Bak，释放凋亡诱导因子(AIF)，以非Caspase途径诱导细胞发生凋亡 [ 7 ] 。

环氧合酶(Cyclooxygenase, COX)包括COX-1和COX-2两种同工酶。在多数正常组织中，COX-2不表达，而在多种肿瘤及癌前病变中有高度表达。研究表明，COX-2的过度表达可抑制肿瘤细胞凋亡。P38 MAPK抑制剂SB203580通过抑制p38 MAPK途径，可使COX-2不表达，说明COX-2的表达是通过p38 MAPK途径介导的。熊果酸可以抑制MAPK信号通路进而抑制COX-2的表达，抑制COX-2的抗凋亡作用，进而发挥熊果酸诱导细胞凋亡的作用 [ 8 ] 。

熊果酸可以诱导膀胱癌细胞(NT-UB1)产生活性氧(Reactive Oxygen Species, ROS)，ROS可使细胞阻滞于G1期或G2/M期，进而引起细胞凋亡或导致细胞坏死 [ 9 ] 。熊果酸还可通过诱导ROS的产生，JNK的活化，从而引起死亡受体(DR4和DR5)的上调和诱饵受体(DcR2)、细胞存活蛋白的下调，最终增强凋亡配体TRAIL诱导细胞凋亡的作用 [ 10 ] 。

人类许多疾病包括肿瘤的发病机制中都有核因子кB (NF-кB)的参与。NF-кB被广泛认为是一种抗凋亡因子，在许多肿瘤的病理过程和化学耐药中起重要作用 [ 11 ] 。当细胞受到致凋亡因子、与细胞分裂增殖有关的因素、细胞因子等外来刺激时，NF-кB被活化，活化后的NF-кB与细胞核内一些基因启动子中的序列特异性结合，进而调节或启动下游基因的转录，因此抑制肿瘤细胞的NF-кB通路可以诱导细胞凋亡、阻断细胞周期，起到抗肿瘤作用 [ 12 ] 。孙爱平 [ 13 ] 等研究发现，熊果酸可增强单核细胞系THP-1细胞HMFB1的表达和NF-кB的活性，不同浓度的熊果酸对HMFB1的表达和NF-кB的活性的影响呈现出一定的双向性，其中以1μmol/L的熊果酸作用最强。

磷脂酰肌醇3-激酶-Akt信号通路(Phosphoinositide 3-Kinase-Serine/Threonine Kinase, PI3K-Akt)参与增殖、分化、凋亡和葡萄糖转运等多种细胞功能的调节 [ 14 ] 。活化的PI3K-Akt通过磷酸化作用激活或抑制其下游靶蛋白CDK(细胞周期蛋白依赖性激酶)、Bad、p53、Caspase-9等，从而维持细胞周期正常运行、抑制细胞的凋亡、促进细胞增殖。熊果酸诱导人肝癌细胞HepG2的研究表明，在熊果酸作用下PI3K-Akt信号通路被抑制、Survivin及Bcl-2表达下降、Bax/Bcl-2比值增加，激活Caspase-3，最终导致HepG2细胞凋亡，此作用方式呈浓度和时间依赖性 [ 15 ] 。

JAK/STAT(Janus Kinase/Signal Transducer and Activator of Transcription)是一条从细胞外到细胞核的信号转导通路 [ 16 ] (见图3)。JAK/STAT途径的激活对于细胞的生长、增殖和转化产生重要影响。Pathak [ 17 ] 等发现，熊果酸诱导多发性骨髓瘤细胞发生凋亡并使细胞周期阻滞在G0/G1期，其作用机制是通过抑制STAT3上游因子，包括Kinases c-Src、Janus-activated kinase 1、Janus-activated kinase 2和ERK1/2的活化而实现的。熊果酸还可下调STAT3调控的基因，包括Cyclin D1、Bcl-2、Bcl-xl、Survivin、Mcl-1和VEGF的表达，抑制肿瘤细胞增殖和诱导细胞凋亡。

图3. 经典的JAK-STAT信号通路

丝裂素活化蛋白激酶(Mitogen Activated Protein Kinase, MAPK)是一组具有丝氨酸/苏氨酸双重磷酸化能力的蛋白激酶，是胞外信号刺激细胞增殖分化的细胞内信息传递的共同通路 [ 18 ] 。MAPK主要由细胞外信号调节激酶(ERK1/2，又称为p44/p42)、应激活化蛋白激酶(JUN/SAPKs)和p38这3个家族成员组成。熊果酸可以激活非雄激素依赖性前列腺癌细胞中的JNK，引起Bcl-2磷酸化和降解，诱导Caspase-9活化，促进凋亡蛋白Bax释放增多，使Bax对Bcl-2比例增大，促进细胞凋亡 [ 19 ] 。

线粒体在控制细胞的生存和死亡过程中，起着非常重要的作用。线粒体对细胞间的钙离子浓度进行调节，诱导细胞发生凋亡。熊果酸刺激促进钙离子内流，明显提高人白血病细胞内的钙离子水平，从而阻断细胞凋亡。最近研究发现，线粒体通透性转换孔在诱导细胞凋亡过程中起重要作用，而熊果酸则可通过钙离子内流促进线粒体通透性转换孔的开放，进而使线粒体膜通透性发生改变，同时促使凋亡前体蛋白，如细胞色素C、凋亡诱导因子的释放，进而活化Caspase-9和Caspase-3，最终诱发细胞凋亡 [ 20 ] 。

熊果酸在人类结肠癌细胞(HT-29)中选择性增强肠碱性鞘磷脂酶活性，该效应优先于Caspase活性。因此，碱性鞘磷脂酶的活化，对熊果酸在HT-29细胞中的促凋亡作用有重要影响 [ 21 ] 。