青蒿素是我国第一个被世界卫生组织认可的按西药研究标准开发的中药。作为抗疟药物的青蒿素,也表现出显著的抗肿瘤活性。虽然文献报道大肠癌细胞和白血病细胞对青蒿素最为敏感,但目前研究者大多关注青蒿素类药物对白血病细胞的抑制作用,其对大肠癌的抗癌作用研究还鲜有报道。大肠癌及其肝转移是一种进展迅速、预后很差的致命性疾病。目前,能有效抑制大肠癌生长及转移的药物为数不多,药物研发滞后的原因之一是缺少相关的细胞模型和动物模型,尤其是缺少能在动物体内自发肝转移的大肠癌细胞系。此外,现有的大肠癌细胞系多数来源于高加索人群,中国汉族人源性的大肠癌细胞系很少。由于高加索人和中国汉族人的大肠癌发病状况及遗传背景存在着显著的种族差异,建立更多的中国人源性大肠癌细胞资源将为国内抗癌药物研发提供更为可靠的临床前试验依据。在本研究中,我们成功地利用一位64岁的中国汉族男性大肠癌患者的肝转移肿瘤组织建立了一株细胞系(CLY),从细胞形态、生长动力、致瘤性、自发肝转移能力、及细胞遗传学等方面阐述了该细胞的特征,并用免疫荧光、western blot和MS-PCR等方法比较了CLY与常用的大肠癌细胞Lovo、HT-29在标志性蛋白β-catenin与E-cadherin表达分布上的差异。结果显示CLY细胞在体外生长呈上皮细胞样的形态,细胞倍增时间是29.5 h。裸鼠皮下接种CLY细胞,能够100%形成皮下移植瘤和自发肝转移。细胞遗传学分析显示CLY细胞为非整倍体核型,染色体众数为60。在免疫荧光试验中,CLY细胞表现为β-catenin细胞核内聚集和E-cadherin表达缺失,这分别是Wnt/β-catenin信号通路高度激活与上皮细胞间充质转化(the epithelial tomesenchymal transition,EMT)的标志,也是细胞低分化的重要特征。与之相比,Lovo细胞的β-catenin、E-cadherin弥散的分布于细胞浆中,HT-29细胞的这两种蛋白则局限于细胞膜上,这提示这两种细胞分别处于中分化和高分化的状态。所以,CLY细胞系的建立不仅为进一步研究大肠癌肝转移的机制,而且为研发抑制大肠癌肝转移的新药,提供了理想的细胞和动物模型。青蒿琥酯(artesunate,ART)是青蒿素的一种重要的衍生物,具有高效、低毒、不易产生耐受性的特点,而且给药后体内分布广泛,并以肠、肝分布为主。本研究比较了ART对不同大肠癌细胞的抑制作用,并分析了药物敏感性与细胞恶性程度之间的关系。体外MTT检测、流式细胞术分析、细胞增殖指标Ki67检测及体内裸鼠移植瘤生长抑制试验均提示:与高分化的HT-29细胞相比,低分化的CLY细胞与中分化的Lovo细胞对ART的生长抑制作用更敏感。此外,活体生物发光成像实验还显示ART能够降低CLY裸鼠移植瘤的生理活性,并延迟其自发肝转移的发生。进一步的免疫荧光、western blot、RT-PCR检测显示,CLY、Lovo细胞对ART的敏感效应与β-catenin的细胞膜转位和E-cadherin表达增加有关,这分别提示高活性的Wnt/β-catenin信号通路受到抑制及EMT状态的逆转。鉴于Wnt/β-catenin信号通路和EMT状态在肿瘤分化过程中发挥的重要作用,我们认为,ART能够通过抑制Wnt/β-catenin信号通路和逆转EMT状态,而促进中、低分化大肠癌细胞继续分化,以至凋亡。以上结果不仅预示着ART有潜力成为治疗大肠癌的新药,而且将为下一步大肠癌临床试验的个体化治疗提供实验依据。综上所述,我们成功建立了一株中国汉族人源性的、取材于大肠癌肝转移灶的肿瘤细胞系(CLY),对其生物学特性进行了系统深入地研究;并以该细胞系为实验模型探索青蒿琥酯的抗癌作用机理,发现大肠癌细胞的Wnt/β-catenin信号通路活性和EMT状态能够明显的制约青蒿琥酯的抑癌敏感性,这在国内外相关研究中尚属首次。