茜草科(Rubiaceae)茜草属（Rubia）植物全世界约有70余种，我国有36个种和2个变种，其中《中国药典》（2015版）收载茜草属植物茜草(Rubia cordifoliaL.)的干燥根及根茎为茜草药材，用于吐血、衄血、崩漏、外伤出血、经闭瘀阻、关节痹痛、跌扑肿痛等，且该属多种植物，包括柄花茜草（Rubia podantha D.），在我国多个地区作为茜草代用品使用。研究表明茜草属植物含有茜草科类型环肽(Rubiaceae-type cyclopeptides，RAs)、醌类、三萜等约250个成分，部分化合物具有抗肿瘤、抗炎、抗氧化、保肝等活性。其中RAs为茜草科植物所特有，普遍存在于茜草属植物中，是一类双环均环六肽类化合物，主要由一个D-型α-丙氨酸、一个L-型α-丙氨酸、三个L-型N取代α-酪氨酸和一个其它L-型编码的α-氨基酸以肽链相连形成的环六肽，六个氨基酸缩合成十八元环，其中两个邻位的酪氨酸之间的苯环经氧桥连接形成一个具有较大张力的十四元环。RAs因其新颖的双环结构和显著的体内外抗肿瘤活性而备受关注。　　所在研究组前期对八种茜草属植物进行了系统的化学成分及其生物活性、作用机制与新药研究，其中分离得到30个RAs，包括13个新的RAs，涉及2个新骨架RAs和4个新开环RAs，发现RAs具有NF-κB信号通路抑制活性，但机制靶标不清。为继续丰富含RAs的茜草属植物资源，富集高纯度的RAs，为新药研究提供物质保障，明确其抗肿瘤作用的主要作用机制，本论文围绕未有化学与活性报道的茜草属植物柄花茜草，开展系统的化学成分与生物活性及其作用机制研究，共分离鉴定化合物43个，包括:环肽7个，醌类24个，其它类型化合物12个，并对约230个化合物进行抗肿瘤和NF-κB信号通路抑制活性筛选，结果表明，除了RAs外，还发现Rubioncolin C(13)细胞毒活性好，IC50为1.53μM，具有中等强度的体内外NF-κB信号通路抑制活性和体内抗肿瘤活性，且能诱导肿瘤细胞凋亡和自噬;同时对抗肿瘤活性成分RAs作用于NF-κB信号通路的作用机制和靶标进行了深入研究，发现RA-Ⅴ(4)能通过与TAK1激酶区域结合，阻断其与TAB2蛋白复合物的形成，从而抑制NF-κB信号通路，并能抑制该通路的体内活性而发挥明显的体内抗肿瘤作用，该结果阐明了其抗肿瘤作用的主要作用机制;最后综述了NF-κB信号通路抑制剂及其在肿瘤治疗中的应用。以上研究结果拓展了茜草属植物资源的研究，为更深入、更全面的阐明RAs抗肿瘤整合作用机制及其新药研发奠定了良好的基础。论文分以下三章:　　第一章对柄花茜草的化学成分及其活性与机制研究:柄花茜草为我国特有的茜草属植物，产于广西西部、四川西南部和云南等地。其根及根茎在我国多个地区作为中药茜草代用品使用，但其化学成分和生物活性未见报道。基于此，本章对柄花茜草（昆明产）的根及根茎进行了系统的化学成分和生物活性及作用机制研究。共分离鉴定化合物43个，包括:环肽7个(1-7)，醌类24个(8-10，11a-11b，12-30)，其它类型化合物12个(31-42)，其中新化合物5个，包括新环肽1个(1)和新颖骨架的萘醌二聚体及其糖昔4个(9，10，11a，11b);所有化合物均为首次从柄花茜草中分离得到;采用NMR、单晶衍射及量子计算等方法确定了新骨架萘醌二聚体及其糖苷的绝对构型。对所分离得到的化合物和所在研究组化合物库中来源于茜草属植物的化合物（共约230个化合物），进行了抗肿瘤和NF-κB信号通路活性筛选，结果表明，除了RAs外，还发现Rubioncolin C(13)细胞毒活性好，在11种肿瘤细胞株模型中均有较好活性，IC50低至1.53μM，具有中等强度的体内外NF-κB信号通路抑制活性和体内抗肿瘤活性，且能诱导肿瘤细胞凋亡和自噬。　　第二章茜草科类型环肽抗肿瘤作用靶标研究:重点关注与肿瘤密切相关的NF-κB信号通路。所在研究组前期研究发现，茜草科类型环肽(RAs)具有显著的NF-κB信号通路抑制活性，但机制靶标不清。基于此，利用荧光素酶双报告基因系统，对34个RAs进行NF-κB信号通路活性筛选，确证了RAs为一类天然新型强活性的该通路抑制剂，且RA-Ⅴ(4)活性最强，IC50为64.58 nM，故选取RA-Ⅴ作为RAs代表分子，研究其抑制该通路的作用机制。首先通过过表达NF-κB信号通路的各重要节点蛋白激活NF-κB通路的某个区段，发现RA-Ⅴ作用于该通路的核外上游区域，并通过计算方法得以辅证;然后在该区域内寻找RA-Ⅴ可能的作用靶标，发现它能通过与TAK1激酶区域结合，阻断与TAB2蛋白复合物的形成，从而抑制NF-κB信号通路活性。最后利用小鼠内毒素休克模型和NF-κB-luciferase转基因小鼠模型，确证了RA-Ⅴ能在体内发挥抑制该通路的活性;还利用人肝癌(HepG2)和结肠癌(HCT116)裸鼠移植瘤模型，发现RA-Ⅴ能显著抑制肿瘤的生长且能抑制其组织中NF-κB信号通路相关基因的表达。此外运用基因芯片技术对经RA-Ⅴ处理的HeLa细胞进行了具生物学统计意义的转录组分析。这些研究结果阐明了RAs抗肿瘤活性的主要作用机制，为更深入、更全面的阐明RAs抗肿瘤整合作用机制及其新药研发奠定了良好的基础。　　第三章 NF-κB信号通路抑制剂及在肿瘤治疗中的应用:重点综述了NF-κB信号通路与肿瘤形成相关的生物学功能及其抑制剂。其中硼替佐米(Bortezomib)为该通路的强效特异性的蛋白酶体抑制剂，是唯一一个被美国FDA批准的靶向NF-κB通路的小分子药物，用于多发性骨髓瘤的治疗。