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作为世界最大甘薯生产国，我国甘薯加工目前仍以淀粉类产品为主，对其块根中特有的贮藏蛋白sporamin尚无利用，一般随淀粉厂废水直接排放，污染水质和周围环境。有研究表明sporamin具有良好的乳化性和营养价值，并可抑制癌细胞的增殖。本研究探索了淀粉加工废水中蛋白质的回收方法，并通过细胞和临床试验探索了sporamin对恶性肿瘤细胞的抑制效果及分子作用机制，旨在为合理利用甘薯蛋白资源及开发新型抑癌药物提供依据。首先探索了“自然发酵+泡沫分离”工艺回收甘薯蛋白这一新方法的可行性。将提取淀粉后的浆液25℃室温自然发酵0、1、4、7、10、13天后，以空气为载体(表观气流速度90cm/min)经气体分布器(Φ1540μm)向泡沫柱鼓气，回收泡沫液，计算蛋白回收率和富集比。结果：随发酵时间延长，浆液pH值和蛋白质含量均逐渐降低，两者呈正相关(R=0.828，P=0.042)。7天后，pH从6.57±0.15降低到3.40±0.00(P＜0.05)，此时回收率和富集比达最高，分别为87.9±6.07%和1.55±0.11，随后逐渐降低。从成本-效益角度考虑，发酵4-7天比较可取。SDS-PAGE显示回收蛋白主要为sporamin，随发酵时间延长，sporamin A含量显著下降。胰蛋白酶抑制剂(TI)活性染色显示所得蛋白仍具有TI活性。结论：“自然发酵+泡沫分离”工艺是可行的回收甘薯淀粉加工废液中蛋白质的新方法，且成本低、工艺简单。MTT试验和结晶紫染色试验显示，sporamin在体外对人肝癌HepG2细胞、人乳腺癌BCAP-37细胞及人结肠癌HT-29细胞增殖均有显著抑制作用，半数抑制浓度(IC50)分别为4.44μM、5.12μM和4.82μM。划痕愈合实验和抗粘附试验显示sporamin能显著抑制促癌剂12-十四酸佛波酯-13-乙酸盐(PMA)刺激引起的癌细胞游走和粘附能力。当sporamin浓度为1μM时3种癌细胞的游走率均显著降低(P＜0.05)。明胶酶谱和纤溶酶原-酪蛋白酶谱试验显示sporamin能显著抑制HT-29细胞条件培养基中基质金属蛋白酶MMP-2、MMP-9及尿激酶型纤溶酶原激活物(uPA)的活性；Western blot试验显示sporamin显著抑制了PMA刺激引起的细胞内uPA、MMP-2及MMP-9蛋白质表达和蛋白激酶B(Akt)磷酸化，并降低条件培养基中uPA的含量。逆转录-聚合酶链式反应(RT-PCR)结果显示在mRNA水平sporamin显著抑制了MMP-7、MMP-9、MMP-13及血管内皮生长因子VEGF的基因表达，但并未显著抑制uPA的表达；Hoechst33258核染色提示sporamin可能通过诱导细胞凋亡而抑制癌细胞增殖。以上结果表明sporamin可能通过抑制细胞内的PI3K/Akt信号转导通路而抑制了下游的uPA和MMPs系统，其对uPA蛋白水平及活性的调控可能发生在转录后水平，它同时还有抑制肿瘤血管生成及诱导癌细胞凋亡的作用，最终通过多重作用发挥抑制癌细胞增殖、侵袭及血管生成的作用。将sporamin颗粒剂与5-氟尿嘧啶(5-FU)联用进行的治疗结肠癌的随机、双盲、安慰剂对照临床试验显示：10例患者口服sporamin冲剂60天后无任何不良反应，食欲及精神状况改善。血清肿瘤标志物检测结果显示铁蛋白、癌胚抗原，及糖类抗原242的水平降低，女患者比男患者对治疗的反应更敏感。今后应进一步扩大样本量以验证口服sporamin的安全性及对治疗结肠癌的有效性。