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肿瘤是仅次于心血管疾病导致人类死亡的主要杀手之一,近年来,我国恶性肿瘤的发病率及死亡率均呈上升趋势。现有抗肿瘤药物的治疗效果尚不能令人完全满意。因此,寻找新的抗肿瘤候选药物仍然是具有重要意义。来自中药蟾酥的蟾蜍甾烯类化合物具有显著的抗肿瘤作用。但是该类化合物在哪些肿瘤上最具开发价值,还不清楚。特别是对该类化合物的构-毒关系研究还非常少。本论文筛选了对蟾蜍甾烯类化合物敏感的细胞株系,并对10种蟾蜍甾烯单体化合物抑制肿瘤细胞增殖的活性、化学结构和潜在毒性间关系进行研究,主要内容包括以下几部分:1.文献综述了中药蟾酥化学成分、抗肿瘤活性和分子机制。2.肿瘤细胞对于蟾蜍总甾烯的敏感性评价。选取肝癌细胞SMMC-7721、胃腺癌细胞SGC-7901、结肠癌细胞HT-29、宫颈癌细胞Hela、舌鳞癌细胞Tca-8113卵巢腺癌细胞SK-OV-3、表皮皮肤癌细胞A431、胃癌细胞MGC-803、肺癌细胞A549等九株肿瘤细胞以及大鼠心肌细胞H9C2、人肝细胞L02、豚鼠脾细胞等三株正常细胞为体外实验模型,MTT法测定蟾蜍总甾烯对细胞增殖的抑制情况,以期筛选对最为敏感的细胞株。结果表明:蟾蜍总甾烯对九种肿瘤细胞株的半数抑制率顺序为HT-29<A431<A549<MGC-803<SMMC-7721<SGC-7901<SK-OV-3<Tca-8113<Hela。Hela 细胞对蟾蜍总甾烯的敏感性最高,Tca-8113细胞次之,正常细胞敏感性最差。3.10种蟾蜍甾烯单体化合物的抑制肿瘤细胞增殖的活性评价。选取敏感性强的人宫颈癌细胞Hela、人舌鳞癌细胞Tca-8113、人卵巢癌细胞SK-OV-3,MTT法测定蟾蜍甾烯的抗肿瘤活性。10种蟾蜍甾烯对宫颈癌细胞Hela增殖的抑制率顺序为Bul>Btl>Arg>Hel>Ctl>Cbl>Deb>Tel>Gtl>Rbg;对舌鳞癌细胞 Tca-8113 增殖的抑制率顺序为 Bul>Cbl>Btl>Arg>Tel>Deb>Hel>Ctl>Gtl>Rbg;对卵巢癌细胞 SK-OV-3 增殖的抑制率顺序为 Bul>Cbl>Btl>Deb>Arg>Tel>Hel>Ctl>Gtl>Rbg。总体结果表明蟾毒灵抗肿瘤效果最好,蟾毒它灵和华蟾蜍精次之,而脂蟾毒配基则无显著抑制肿瘤细胞增殖作用。4.蟾蜍甾烯类化合物抑制肿瘤细胞增殖的构-效关系。将10种蟾蜍甾烯化合物分为A、B型两类母核结构,比较其抑制肿瘤细胞增殖的活性;然后在同类母核中,以化学结构官能团的取代类型、位置为标准,进一步比较化合物对肿瘤细胞增殖的抑制活性。在宫颈癌细胞Hela上发现,含有14-氧环的A型母核化合物的活性明显低于含有14-OH的B型母核结构。在A型结构母核中,化学结构中含有羟基数目多的蟾蜍甾烯或者含有乙酰基的蟾蜍甾烯对Hela细胞的抑制活性要更强一些;而在B型结构母核类型中,则是含羟基数目少的以及不含乙酰基的化合物抑制活性强一些。同时,以舌鳞癌细胞Tca-8113为体外细胞模型,考察蟾蜍甾烯类化合物对肿瘤细胞的构-效关系,得出并发现结论与宫颈癌细胞Hela一样。5.蟾蜍甾烯类化合物与肿瘤细胞的亲和性。利用生物色谱技术,通过细胞亲和-UPLC-QTOF分析10种蟾蜍甾烯类化合物与宫颈癌细胞Hela的亲和特性,发现蟾蜍甾烯与Hela细胞的亲和量与其抗肿瘤活力没有直接相关性,推断药物的生物亲和,除特异性亲和外还有非特异性亲和。因此,从化合物计算分子属性的角度出发,分析药物细胞亲和与化合物计算分子属性间的相关性,探讨影响细胞亲和的非特异性因素。发现蟾蜍甾烯类化合物与宫颈癌细胞Hela的亲和率与化合物脂水分配参数(XLogP3)、氢键供体(H-Bond Donor)、拓扑极性表面积(Topological Polar Surface Area,TPSA)呈显著相关性,化合物的脂水性、渗透性等非特异属性间接影响着化合物的生物活性。6.蟾蜍甾烯类化合物的构-毒关系研究。选取宫颈癌细胞Hela、卵巢癌细胞SK-OV-3为体外实验模型,以钠离子荧光探针S6901为指示剂,考察蟾蜍甾烯类化合物对细胞内游离钠离子水平的影响,从而探讨药物对细胞的毒性,以筛选出抑制肿瘤细胞效果好又安全的蟾蜍甾烯。蟾蜍甾烯类化合物可以诱导胞内游离钠离子的升高,两者具有正相关性;蟾蜍甾烯类化合物的肿瘤抑制作用与胞内游离钠离子荧光强度则不具有相关性,可以推测出蟾蜍甾烯的肿瘤细胞抑制活性与其药物毒性没有直接相关性,从而初步探求出抑制活性好而又安全的抗肿瘤药物。7.蛋白电泳的初步探索。选取宫颈癌Hela细胞为体外实验模型,用不同浓度的蟾蜍甾烯类化合物作用于肿瘤细胞后,提取细胞质膜蛋白进行SDS-PAGE电泳,初步探索蟾蜍甾烯类化合物对肿瘤细胞质膜蛋白的影响。结果发现,加药组电泳条带与空白组有明显差别,不同浓度加药组间电泳条带深浅也略有差别,直观地显示出蟾蜍甾烯类化合物对肿瘤细胞质膜蛋白的影响,为蟾蜍甾烯类化合物抑制肿瘤作用的蛋白质组学研究奠定基础。8.蟾蜍甾烯类化合物作用于细胞内源性代谢物的初步探索。选取卵巢癌SK-OV-3细胞为体外实验模型,设置模型对照组和给药组,进行UPLC-QTOF检测,以及主成分分析(PCA)和正交偏最小方差判别分析(OPLS-DA)。结果发现,空白对照组和加药组所得的内源性代谢物具有一定的差异性,可以很好得分离开。实验可以初步得出结论,蟾蜍甾烯类化合物可以导致SK-OV-3细胞内源性代谢物的变化,为蟾蜍甾烯类化合物抑制肿瘤作用的代谢物组学研究奠定基础。