化疗药物长期使用易产生耐药性,严重限制化疗药物的临床应用。抗癌药物与化疗增敏剂的联合使用可提高肿瘤细胞对化疗药物的敏感性,从而提高化疗药物的治疗效果。中药具有化学结构新颖、毒性较小等优点,是化疗增敏剂筛选的重要来源。传统的筛选方法为生物活性追踪分离法,但是逐个分离纯化活性化合物和活性测定耗时、费力。针对化疗增敏剂筛选所面临的问题,本论文以结直肠癌为研究对象,建立核磁共振光谱（1H NMR）结合生物化学计量学筛选化疗增敏剂的方法,以中药姜黄为应用对象,筛选潜在的增敏剂及作用机制。本课题研究内容主要分为以下三个部分:首先,本文建立了一种基于1H NMR联合生物化学计量学方法,用于快速识别并鉴定中药中的活性成分。利用CCK-8法测定姜黄总提物（Curcuma Longa L.extracts）与5氟尿嘧啶联用对结肠癌HCT8细胞和HCT8/FU耐药细胞的增殖抑制作用,总提物可增强结肠癌细胞对5氟尿嘧啶的敏感性,推断姜黄中含有化疗增敏成分。在识别生物活性成分之前,利用柱层析法,将总提物分段获得不同的姜黄馏分,每个馏分分为两部分:用于1H NMR分析和用于生物活性测试。使用正交偏最小二乘法-判别分析法（OPLS-DA）研究植物代谢物谱与生物活性之间的相关性。基于Y相关系数和重要变量（VIP）值,研究OPLS-DA得分图活性区域的信号,对标1HNMR谱图中的差异代谢物的化学位移,再利用二维NMR技术鉴定化合物的结构,最终根据活性分组识别出姜黄素、去甲氧基姜黄素、双去甲氧基姜黄素、芳姜黄酮、甜没药姜黄醇、α-姜黄酮和β-姜黄酮、芳姜黄烯和芳姜黄醇9种活性成分。同时,利用高效液相-高分辨质谱得到结构信息,对上述方法识别到的化合物进行验证。在此基础上建立HPLC方法用于主要的差异代谢物姜黄素、去甲氧基姜黄素、双去甲氧基姜黄素的含量测定,量化每组馏分活性化合物的分布,阐明“量-效”关系。其次,对姜黄素类化合物进行增敏活性实验,从生物层面验证该方法的正确性。结果表明,低剂量的姜黄素类化合物可以增强结肠癌细胞对5-FU的敏感性,显著抑制细胞的增殖;通过qPCR检测耐药相关基因的mRNA水平,结果表明姜黄素类化合物可逆转耐药;同时,姜黄素类化合物还具有促进活性氧蓄积的作用。细胞代谢分析检测到姜黄活性成分可导致细胞内乳酸含量上升,结合文献调研推断姜黄活性成分对单羧酸转运蛋白（MCTs）的表达和功能有调控作用,进而对细胞内单羧酸化合物的转运产生影响。因此本章建立了一种LC-MS方法对细胞内代谢相关五种单羧酸化合物的含量进行检测。经方法学验证,该方法在准确度、灵敏度、稳定性和精密度等方面结果准确可靠。对药物联用处理过的细胞进行测定,结果揭示姜黄素类化合物与5-FU联用可以通过下调乳酸转运蛋白的表达来发挥细胞毒性作用。由生物活性实验可知,姜黄素对结直肠癌细胞增殖抑制能力最强,双去甲氧基姜黄素抑制乳酸转运能力最强,表明分子结构可影响化合物化疗增敏效果。最后,围绕细胞代谢通路和乳酸转运相关蛋白,深入研究姜黄素类化合物作用机制。利用qPCR验证姜黄素类化合物对糖酵解通路相关基因的表达调控,发现对基因SLC16A3、GLUT1、LDHA的mRNA水平无明显影响,但是对基因HK2、PKM2、PDK2、SLC16A1表达有一定的影响,尤其是SLC16A1的表达显著下调。利用Western blot实验验证了姜黄素类化合物与5-FU联用会下调SLC16A1编码的MCT1蛋白的表达。前期实验证明药物联用会影响细胞内外单羧酸化合物的含量,对MCT1蛋白发挥转运功能有抑制作用。为进一步研究姜黄素类化合物与MCT1蛋白的相互作用,本文利用人的胚胎肾细胞293T构建了MCT1蛋白过表达体系,以绿色荧光蛋白验证蛋白表达情况。运用核磁共振饱和转移差谱方法研究MCT1蛋白质与双去甲氧基姜黄素相互作用,结果表明双去甲氧基姜黄素中苯基氢和与之相连的双键上的氢与MCT1蛋白有结合作用。本文针对中药中结直肠癌化疗增敏成分识别,构建了1H NMR联合生物化学计量法方法应用于姜黄的活性成分筛选,可以快速发现潜在的活性化合物,提高分离提取效率。再通过进一步的质谱结构鉴定和生物活性功能进行验证,排除假阳性的可能,确定此方法的可行性。然后,对识别出来的姜黄素类化合物进行生物活性实验,研究对化疗药物的增敏活性,最后,根据对乳酸转运的抑制作用,研究靶向乳酸转运蛋白MCT1的机制,表明抑制MCT1的表达会增加5-FU的敏感性,为进一步研究调控细胞内糖酵解途径与增敏活性的关系提供理论基础。