乳酸菌（Lactic acid bacteria,LAB）是一类特殊的革兰氏阳性菌,通常参与天然产物发酵并广泛用于生物制药与保健食品行业。它们中的大多数可以产生胞外多糖,胞外多糖对于肠道、肝脏、乳腺等多种肿瘤细胞具有抗增殖作用,它们通过多种抗肿瘤机制阻止肿瘤的发生发展,包括促进细胞凋亡、诱导细胞周期停滞以及抗诱变、抗氧化、抗血管生成和抗炎作用。本研究从西北特有的传统发酵食品浆水中分离植物乳杆菌YT013,并利用其发酵制备无细胞上清液（CCS2）以及分离代谢产物胞外多糖（EPS）,分别对人胃癌AGS细胞系、结直肠癌HCT116细胞系、肝癌HepG2细胞系和胰腺癌PANC-1细胞系等进行体外实验,评估CCS2和EPS的抗肿瘤活性并探讨其潜在的分子机制。细胞增殖和周期凋亡实验表明CCS2和EPS抑制肿瘤细胞的增殖,并通过诱导细胞凋亡显著抑制AGS细胞的生长。Hoechst 33258染色和线粒体膜电位实验表明CCS2和EPS显著地降低AGS细胞线粒体膜电位,表明两者均通过线粒体凋亡途径诱导AGS细胞凋亡。Western blot结果显示CCS2和EPS可以增加BAX和BAD蛋白的表达,降低BCL-2蛋白的表达,使BAX/BCL-2的比值显著增大,同时,能够激活Caspase-3/8/9促凋亡蛋白表达。结果证明了CCS2和EPS通过Caspase依赖的内源性线粒体凋亡途径诱导AGS细胞凋亡。采用BALB/c小鼠（SPF）,通过急毒性试验设计,观察记录给药后小鼠的饮食体重等变化。通过HE染色观察组织器官,评价植物乳杆菌YT013冻干粉、无细胞上清液及胞外多糖的安全性,结果表明各组分安全有效,可作为天然抗肿瘤活性候选药物或特医食品补充剂。采用水提醇沉的方法提取植物乳杆菌YT013的代谢产物EPS,通过单因素（碳源、氮源、磷酸盐、发酵时间、接种量、发酵温度以及初始pH）实验结合数学模型分析,获得最佳EPS发酵条件:初始pH为6.0,接种量5%,温度37℃,培养时间36 h,葡萄糖3%,大豆蛋白胨1.5%,磷酸二氢钾0.3%。在此条件下可获得最大EPS产量630 mg/mL,比未优化之前提高了1.31倍。通过拟合所建立的Voigt非线性模型与实验结果拟合度高,可作为EPS制备条件的数学模型。综上所述,本研究从浆水中分离纯化获得的植物乳杆菌YT013无细胞上清液及其代谢产物EPS,并探讨了CCS2和EPS对AGS细胞增殖与诱导线粒体凋亡的分子机制,评估了在体内的安全性,通过单因素优化实验与数学建模,优化了EPS产量并建立了数学模型。这些研究为研发潜在的天然抗肿瘤候选药物奠定了基础。