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PFK15是糖酵解通路关键调节酶PFKFB3的特异性小分子抑制剂。PFKFB3通过调节F2,6P2的生成量而影响糖酵解过程中限速酶PFK-1的活性进而控制糖酵解通量。本文旨在考察PFK15在体内外模型中对胃癌的抗肿瘤作用和潜在的作用机制以及与sorafenib联合用药对肿瘤血管生成的影响。本文应用蛋白免疫印迹方法验证PFKFB3在胃癌细胞移植瘤、血管内皮细胞和正常组织中的蛋白表达水平以确定PFKFB3蛋白表达的组织特异性。考察PFK15对胃癌细胞和内皮细胞糖酵解通量中葡萄糖摄取和F2,6P2产物的影响以及F2,6P2对PFK15诱导的细胞增殖能力的影响以确定PFK15对PFKFB3的"on-target"效应。应用细胞活力分析、细胞凋亡分析、细胞周期分析、划痕实验、Transwell小孔穿梭实验、细胞骨架检测实验分别考察PFK15对胃癌细胞的增殖、凋亡、周期、迁移、侵袭和骨架的影响。应用内皮细胞管状结构形成实验、体外3D内皮细胞球状体出芽实验和小鼠Matrigel Plug实验考察PFK15对血管新生的影响;应用体内裸小鼠移植瘤模型分析PFK15对胃癌的体内抗肿瘤活性和抗血管生成作用;应用蛋白免疫印迹分析和免疫组化分析检测PFK15对肿瘤细胞增殖、凋亡、周期和血管新生相关蛋白和信号通路的影响。另外,本文还在体内和体外模型中考察了 PFK15与sorafenib联用对肿瘤血管新生的影响。结果表明,相比于其它正常组织,PFKFB3在胃癌移植瘤和内皮细胞中是过量表达的。PFK15在实验剂量范围内可剂量依赖性的降低胃癌细胞(MKN45和AGS)和内皮细胞(EA.hy926)中葡萄糖的摄取和F2,6P2的产生,从而降低糖酵解通量;而F2,6P2加入后可以消除PFK15诱导的细胞增殖抑制作用,说明PFKFB3为PFK15的特异性靶点。PFK15在实验剂量范围内剂量依赖性的抑制胃癌细胞MKN45和AGS的增殖,PFK15引起的G0/G1期细胞周期阻滞与阻断Cyclin-CDKs/Rb/E2F信号通路有关,引起的细胞凋亡与线粒体途径诱导的细胞凋亡有关,引起的对细胞的迁移和侵袭的影响与改变细胞内F-actin数量和排列、改变细胞相关黏附分子的蛋白表达有关。PFK15可显著抑制内皮细胞EA.hy926的增殖、管状结构的形成、球状体的出芽和小鼠植入的基质胶块中血管的生成。在MKN45和AGS裸小鼠移植瘤模型中,PFK15都能显著抑制移植瘤的肿瘤体积和瘤重的增长,PFK15还能显著降低移植瘤中CD31阳性的染色面积。另外,PFK15与sorafenib联用显著抑制内皮细胞EA.hy926的增殖、管状结构的形成、球状体的出芽、Matrigel Plug和移植瘤中血管的发生,并且联用组对血管新生的抑制作用大于任何单独用药组。综上所述,本研究初步阐明了 PFK15抗胃癌活性的作用机制以及PFK15与sorafenib联用的抗血管新生作用,为糖酵解抑制剂的进一步开发提供理论基础。