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格尔德霉素（Geldanamycin GA）是从链霉菌培养液中分离得到的第一个苯醌安莎类抗生素,研究表明GA具有多方面的生物活性。现已证实GA通过特异性的与热休克蛋白90（Hsp90）结合,抑制其分子伴侣功能并导致被陪伴分子的去稳定和降解。由于GA的作用,参与细胞增殖和生存的许多信号传递蛋白（例如跨膜酪氨酸激酶、MET和胰岛素样生长因子-1受体、信号转导蛋白、癌基因和抑癌基因蛋白、嵌合信号蛋白、甾体激素受体（雄激素雌激素孕酮受体）、细胞周期调节因子）的稳定性或功能都因Hsp90的功能被抑制而受到影响。另外,肿瘤细胞在恶性增殖的过程中经常处于应激状态,肿瘤细胞Hsp90组成型表达要与正常细胞相比高出2—10倍。因此目前针对Hsp90抑制剂GA的药物开发已受到广泛关注。肉桂酸（Cinnamic Acid,CA）是一种广泛存在的天然产物,由于在限定范围内无毒性,美国将其列入GRAS（一般公认为是安全的）范围。故肉桂酸是一类来源广泛和安全的物质。有报道表明它具有广泛的抗实体瘤活性,包括黑色素癌、前列腺癌、肺癌、胶质细胞瘤、肝癌和白血病等。它对肿瘤细胞具有抑制其生长增殖和诱导其分化的作用,而且其衍生物肉桂酰胺类化合物亦具有抗肿瘤括性。本研究课题通过化学方法将肉桂酸引入到GA的17位得到GA的肉桂酸衍生物,定名为桂德霉素（Guidemycin GUM）,并对GUM的体外、体内抗肿瘤活性进行了初步研究。一、GUM作用于肿瘤细胞的体外实验研究1.MTT法检测GUM对人乳腺癌MCF-7细胞,人胰腺癌SW1990细胞,人肝癌HepG2细胞,人肺癌H460细胞,人大肠癌HCT116细胞,人骨髓瘤U266细胞的增殖抑制作用。不同浓度的GUM作用细胞48h后,利用MTT法检测GUM对各种肿瘤细胞的增殖抑制作用。MTT结果显示,GUM对肿瘤细胞抑制作用的IC50值分别为MCF-7（13.6±1.6μg/ml）,SW1990（16.8±1.8μg/ml）,HepG2（63.56±5.7μg/ml）,H460（67.46±7.1μg/ml）,HCT116（283.8±11.8μg/ml）,U266（17.8±2.7μg/ml）。2.Hocchst 33258荧光染色法和Anncxin V-FITC/PI染色结合流式细胞仪检测细胞凋亡。不同浓度GUM作用细胞24h和48h后,细胞凋亡比率逐渐增高,呈浓度依赖性和时间依赖性。其中10μg/ml,1μg/ml,0.1μg/ml的GUM给药24h后诱导细胞凋亡的比率分别为:人乳腺癌MCF-7细胞,5-21%±0.41%、2.7%±0.21%、2.86%±0.25%、2.15%±0.16%（Control）;人胰腺癌SW1990细胞,7.63%±0.56%、5.53%±0.44%、3.85%±0.31%、2.48%±0.28%（Control）;人肝癌HepG2细胞,7.68%±0.59%、6.92%±0.61%、3.72%±0.33%、3.08%±0.32%（Control）;人肺癌H460细胞,9.33%±0.81%、4.92%±0.52%、3.93%±0.37%、3.44%±0.31%（Control）;人骨髓瘤U266细胞,11.22%±0.89%、5.75%±0.47%、4.99%±0.41%、2.63%±0.31%（Control）。三个剂量GUM给药48h后诱导细胞凋亡的比率分别为:人乳腺癌MCF-7细胞,23.16%±0.97%、7.35%±0.51%、4.96%±0.37%、3.17%±0.24%（Control）;人胰腺癌SW1990细胞,20.47%±0.91%、8.1%±0.73%、4.11%±0.38%、2.71%±0.31%（Control）;人肝癌HepG2细胞,27.55%±1.02%、8.38%±0.69%、3.17%±0.29%、2.8%±0.31%（Control）;人肺癌H460细胞,22.21%±1.27%、12.06%±0.74%、3.9%±0.41%、2.98%±0.29%（Control）;人骨髓瘤U266细胞,25.22%±1.13%、8.0%±0.63%、2.48%±0.29%、2.98%±0.24%（Control）。GUM高剂量组和中剂量组的肿瘤凋亡率显著高于对照组（P＜0.05,P＜0.001）。荧光显微镜下可见10μg/ml和1μg/ml的GUM作用后细胞出现染色质凝集、细胞核固缩、核碎裂、形成凋亡小体等典型的凋亡细胞形态学改变。3.利用Transwell实验观察GUM对人乳腺癌MCF-7细胞、人肝癌HepG2细胞、人肺癌H460细胞、人胰腺癌SW1990细胞迁移能力的影响。实验结果显示,10μg/ml,1μg/ml,0.1μg/ml的GUM给药8h后对肿瘤细胞迁移的抑制率分别为:人乳腺癌MCF-7细胞,79.78%±4.82%、37.42%±2.14%、8.17%±1.12%;人肝癌HepG2细胞,66.62%±3.62%、31.08%±1.96%、7.69%±1.21%;人肺癌H460细胞,33.51%±2.28%、15.13%±1.41%、6.48%±1.38%;人胰腺癌SW1990细胞,72.89%±6.49%、36.25%±3.02%、8.18%±1.07%。GUM对肿瘤细胞的迁移能力有显著的抑制作用,浓度越大抑制作用越强。高剂量组GUM对肿瘤细胞迁移能力的抑制作用明显高于肉桂酸给药组。4.Western blot检测GUM对肿瘤细胞中RAF-1、EGFR、AKT、CDK4和HER-2蛋白水平的影响。Western blot检测结果显示GUM明显减少人乳腺癌MCF-7细胞,人肝癌HepG2细胞,人肺癌H460细胞中RAF-1、EGFR、AKT、CDK4和HER-2的蛋白水平,并且随着GUM作用浓度的增加,抑制蛋白水平的作用亦随之加强,呈现一定的剂量依赖性。实验结果提示GUM通过与细胞内Hsp90的结合抑制RAF-1、EGFR、AKT、CDK4、HER-2等蛋白因子在细胞内正确构象的形成,并促使其在细胞内被降解,从而抑制肿瘤细胞增殖。二、GUM的体内抗肿瘤实验研究1.利用昆明种雄性小鼠对GUM与GA的毒性进行测定。实验结果表明不同剂量的GUM（10mg/kg、20mg/kg、40mg/kg）和GA（1.25mg/kg、2.5mg/kg、5mg/kg）连续腹腔注射给药10天后,动物存活率有明显差别。GA给药组中,高剂量（5mg/kg）给药实验动物在第7天全部死亡,中剂量（2.5mg/kg）给药实验动物在实验结束时存活1只,低剂量（1.25mg/kg）给药实验动物在实验结束时存活3只。GUM给药组中,高、中、低剂量给药组（40 mg/kg、20 mg/kg、10 mg/kg）实验动物在实验结束时无动物死亡。对照组也无动物死亡。结果显示GUM与GA比较,GUM三个剂量组的毒性明显低于GA三个剂量组。2.GUM对小鼠移植性肝癌H22模型的抗肿瘤活性。结果表明,GUM 3个剂量组（10 mg/kg、20 mg/kg、40 mg/kg）的实验动物在连续腹腔注射给药10天后,对H22肿瘤的生长具有明显的抑制作用。GUM高、中、低三个剂量组的抑瘤率分别为61.8%,38.9%和25.7%,与对照组相比具有显著性差异。在实验期间,各组动物的体重变化不大。实验结束时,各组动物体重与实验初期相比略有上升。GUM组的动物体重和对照组相比,没有显著性差异。3.利用人乳腺癌MCF-7移植瘤裸鼠模型,观察不同剂量GUM对裸鼠移植性肿瘤的生长抑制作用。GUM腹腔注射给药,给药间隔为隔天给药,给药次数共20次。GUM在三个剂量40 mg/kg、20 mg/kg和10 mg/kg作用下,整个实验过程中没有出现裸鼠死亡,表明动物能够耐受注射剂量。高、中、低三个剂量组GUM的抑瘤率分别为65.8%、45.9%、15.4%。40 mg/kg GUM在裸鼠体内对人乳腺癌MCF-7肿瘤生长具有明显的抑制作用,与对照组相比具有显著性差异。在实验期间,各组动物的体重变化不大。实验结束时,各组动物体重与实验初期相比略有上升,GUM组的动物体重与对照组相比,没有显著性差异。综上,研究结果表明GUM能够抑制体外培养肿瘤细胞的增殖,诱导肿瘤细胞凋亡,限制肿瘤细胞迁移,降低肿瘤细胞内RAF-1、EGFR、AKT、CDK4和HER-2等Hsp90被陪伴分子的蛋白水平。而且,体内抗肿瘤活性实验结果显示GUM的毒性明显低于GA,GUM对小鼠移植性肝癌H22模型和人乳腺癌MCF-7移植瘤裸鼠模型的肿瘤生长具有明显的抑制作用。