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目的:通过体内外实验,探寻莪术醇对人结直肠癌细胞作用效果,研究其对PTEN/PI3K/Akt通路的影响状况,讨论miR-21在莪术醇抑制结直肠癌细胞增殖过程中发挥的作用机制,寻找莪术醇新的有效抗癌作用靶点,完善莪术醇治疗癌症作用机制,为结直肠癌未来治疗提供新思路。方法:选择HCT-116、LoVo、SW480三种人结直肠癌细胞,用Q-PCR技术检测细胞内miR-21的表达情况;取对数生长期的HCT-116、LoVo、SW480细胞种于96孔细胞培养板中,用不同浓度的莪术醇(0、12.5、25、50、100μg/mL)进行药物干预,MTT法检测不同浓度莪术醇作用下,细胞24、48、72、96、120 h后的存活率;将LoVo细胞种于6孔板中,给予不同浓度莪术醇干预,72 h后显微镜下拍摄记录细胞形态;选用免疫系统缺陷的BALB/c裸鼠,皮下接种一定浓度的LoVo细胞,裸鼠成瘤后,给予不同剂量的莪术醇(20、40、80 mg/kg/天),检测莪术醇在裸鼠体内对结直肠癌细胞的作用效果;Q-PCR、Western blot实验分别检测莪术醇作用后LoVo细胞和裸鼠肿瘤组织中PTEN/PI3K/Akt通路蛋白表达水平和miR-21因子的变化情况;扩增含miR-21 minics、miR-21sponge质粒细菌,进行质粒提取,用提取的质粒转染SW480细胞,MTT法检测在莪术醇干预下,转染后细胞的增殖情况的变化;用Western blot实验检测莪术醇干预下,转染miR-21 mimics、miR-21sponge质粒的SW480细胞中,PTEN/PI3K/Akt通路蛋白表达水平的变化情况。结果:(1)莪术醇能够抑制结直肠癌HCT-116、LoVo、SW480细胞增殖,72 h时,三种细胞的IC50值分别为76.15、93.59、209.09μg/mL;(2)在裸鼠体内,莪术醇对结直肠癌细胞同样具有抑制作用,随着莪术醇给药剂量的增加,裸鼠皮下肿瘤组织的体积逐渐减小;(3)莪术醇能够影响LoVo细胞和裸鼠肿瘤组织中PTEN/PI3K/Akt通路的活性,显著降低p-p85、p85、p-Akt、NF-κB蛋白的表达,升高PTEN蛋白的表达;(4)莪术醇以剂量依赖的方式降低结直肠癌细胞中miR-21的表达量,裸鼠肿瘤组织中miR-21的表达水平同样随着给药浓度的增加而降低;(5)miR-21能够影响PTEN/PI3K/Akt通路的活性,当细胞中miR-21敲低时,p-p85、p85、p-Akt蛋白的表达降低,PTEN蛋白的表达升高,当细胞中miR-21过表达时,p-p85、p85、p-Akt蛋白的表达升高,PTEN蛋白的表达降低;(6)经miR-21 mimics质粒转染后,SW480细胞miR-21表达水平增高,miR-21 sponge转染后,SW480细胞miR-21表达水平降低。当细胞中miR-21水平被敲低时,莪术醇对SW480增殖的抑制作用显著增强,相反当miR-21过表达后,莪术醇的抑制作用减弱;(7)miR-21能够逆转莪术醇对PTEN/PI3K/Akt通路的作用效果,在miR-21过表达的SW480细胞中,莪术醇对p-p85、p85、p-Akt蛋白的抑制作用、PTEN蛋白表达的促进作用被降低,而在miR-21敲低的SW480细胞中,莪术醇对PTEN/PI3K/Akt通路影响增强。结论:莪术醇能够在体内外以浓度依赖的方式,抑制结直肠癌细胞的增殖,针对不同细胞系抑制能力略有不同;莪术醇抑制结直肠细胞增殖这种能力,可能与影响PTEN/PI3K/Akt通路有关;在结直肠癌细胞中,miR-21可以通过调控PTEN/PI3K/Akt通路的活性,影响细胞增殖能力;miR-21对莪术醇的抑癌效果具有逆转作用,提示其可能是莪术醇的潜在靶点,即莪术醇通过抑制miR-21的表达导致PTEN/PI3K/Akt信号通路变化,引起后续生理化学作用,最终抑制结直肠癌细胞的增殖。