结肠癌是世界上最常见的恶性肿瘤之一,其发病率和死亡率每年依旧呈上升趋势。由于结肠癌中晚期手术治疗效果差,化疗手段成为另外一个关键点。然而,化疗的不足之处不容忽视,包括副作用大和易产生耐药性等。抗癌药物的联合治疗在一定程度上可以弥补这方面的缺陷,增强单一药物的抗肿瘤作用。替莫唑胺是一种口服化疗药物,已用于不同类型的癌症治疗,如黑色素瘤,成胶质细胞瘤,乳腺癌,前列腺癌和结肠癌等。然而耐药性问题降低了替莫唑胺的药效。肿瘤细胞通过DNA修复途径在替莫唑胺诱导的烷基化损伤中幸存,这种修复途径主要是碱基切除修复途径。因此,封阻碱基切除修复途径可以增强替莫唑胺的抗肿瘤作用。DNA聚合酶β是碱基切除修复途径的限速酶,具有DNA聚合活性和裂合酶活性。我们的实验结果表明,polβ敲降的结肠癌细胞系SW480和对照组相比对替莫唑胺的杀伤作用更敏感。因此,抑制polβ的活力可能是降低替莫唑胺耐药性、增强其肿瘤细胞毒性的有力策略。本研究中采用噬菌体肽库技术,成功筛选得到编号为10D的新型Polβ小肽抑制剂。小肽抑制剂具有特异性好、副作用小等优势。我们研究表明,小肽抑制剂使结肠癌细胞对替莫唑胺的治疗更敏感,可作为结肠癌化疗联合治疗的新策略。课题中使用的噬菌体肽库具有高达6.8×1010pfu的库容。在三轮淘选中,经过不断增加筛选压力,阳性克隆逐步得到富集。三轮淘选结束后,ELISA实验共检测到17个阳性噬菌体克隆。测序鉴定得到6个有效序列。综合考虑亲和力及溶解性,确定编号10D的抑制剂作为研究对象。在体外重构的Polβ活力试验中,10D显示了对polβ缺口填补活力和延伸活力的抑制活性。在短片段碱基切除修复体外重构实验中,10D也显示出抑制活性。10D在不同肿瘤细胞(A549、Hela、SW480)中与不同抗癌药(DDP、5-FU、TMZ)联用,显示出一定程度的广谱性。其中,10D与替莫唑胺联用对结肠癌细胞SW480作用最显著。后续实验表明,10D与替莫唑胺联用增加了 SW480的DNA双链断裂和细胞凋亡。裸鼠肿瘤移植实验体现出10D和TMZ联用组较单用组小鼠肿瘤体积增长缓慢。免疫组化实验显示联用组肿瘤组织中细胞增殖更缓慢、DNA双链断裂更多、凋亡更多。本课题筛选得到的Polβ抑制剂10D在分子水平上对polβ有较好的抑制活性,在细胞和动物水平上分别体现出增强替莫唑胺抗肿瘤作用的效果。本课题为替莫唑胺耐药性问题的解决提供了初步研究成果,对结肠癌治疗药物的开发具有一定的借鉴意义。