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营养限制包括卡路里限制、特定营养素限制及禁食等,对机体代谢具有重要调节作用。营养限制可使正常细胞进入自我保护状态,而诱导肿瘤细胞进入敏感易损状态,故其在抑制肿瘤发生发展及辅助肿瘤治疗方面具有巨大应用潜力。此外,天然植物提取物如活性多糖等对肿瘤及免疫调节作用亦有广泛而深入的研究。但营养限制条件下,利用天然植物提取物干预,两种手段组合是否具有更加的肿瘤免疫调节作用尚未知晓,因此本文旨在探究营养限制配合天然植物提取物共同干预对肿瘤代谢的调节作用。由于不同的营养限制方案对肿瘤发生发展的影响相异,本文探究了营养限制方案改变引起的作用效应:分别探究了体外血清剥夺10 h、20 h对结直肠癌细胞(MC38)与正常成纤维细胞(NIH3T3)增殖率的影响,以及体内4种间歇性禁食方案对皮下MC38荷瘤小鼠肿瘤和机体生长状态的影响。对照组(control)为24 h自由进食荷瘤小鼠,4种禁食方案分别为每日禁食14 h(TRF)、禁食24 h-进食24 h(隔日禁食;1F)、禁食48 h-进食48 h(2F)、禁食72 h-进食72 h(3F)。体外实验结果表明,血清剥夺10 h后,两种细胞增殖率均受显著抑制(p<0.01),然而,当血清剥夺延长至20 h时,NIH3T3增殖率与10 h相比显著提高(p<0.01),而MC38增殖率与10 h相比显著降低(p<0.001),说明两种细胞对血清剥夺的敏感性不同。体内实验结果表明,1F组小鼠肿瘤质量下降趋势最明显,其次为2F、TRF组,但与control组小鼠相比均不呈现显著性差异(p≥0.05),3F组小鼠在实验期内死亡,以上结果说明,适度禁食具有抑制结直肠癌生长潜力,过度禁食对机体产生不良影响。为筛选获得具有抑制肿瘤发生发展的天然植物提取物,本文以15种植物为研究对象(姜黄、夏枯草、甘草、灵芝、黄芪、黄精、枸杞、当归、茯苓、桑黄、燕麦、沙梨、滑菇、灰树花、赤芝),通过测定其提取物多糖、蛋白、多酚含量,利用基于平均欧式距离的系统聚类总结植物提取物的成分特点;通过测定15种植物提取物在低、中、高(62.5、125、250μg/m L)浓度下对MC38(结直肠癌细胞)、LLC(肺癌细胞)、RAW264.7(巨噬细胞)细胞活性的影响,利用Pearson相关性分析植物提取物的多糖、蛋白、多酚含量与其活性的关系;通过逼近理想解排序法(TOPSIS),以植物提取物对三种细胞活性的影响及其浓度活性线性回归相关系数为评判指标,对15种植物提取物对三种细胞的活性进行综合评价。结果表明,提取物多酚含量与其提高RAW264.7活性呈显著正相关(p<0.05),在系统聚类中,多酚含量最高的聚类包括:姜黄、夏枯草、甘草和灵芝,但其对MC38、LLC抑制效果不显著,而TOPSIS分析结果,灰树花既对肿瘤细胞具抑制作用,亦可调节免疫细胞活性。电镜及红外光谱测定结果表明,灰树花提取物中含有中性杂多糖,由吡喃糖通过α及β-糖苷键连接而成,含甘露糖及硫酸根基团。肿瘤的增殖与迁移是其发生发展过程中两个重要阶段,本文利用皮下荷瘤小鼠模型及腹腔荷瘤小鼠模型,分别模拟原发及腹膜转移结直肠癌,探究营养限制配合灰树花对结直肠癌发生发展的影响:分别探究了体外血清剥夺结合灰树花活性提取物对MC38增殖、迁移及NIH3T3增殖的影响,以及隔日禁食结合灰树花活性提取物对接种MC38的皮下荷瘤小鼠及腹腔荷瘤小鼠机体生长、肿瘤生长及脂代谢的影响。皮下荷瘤小鼠分为5个实验组:对照组(不禁食)、禁食组(隔日禁食)、干预组(每日灌胃灰树花提取物、不禁食)、禁食+干预组(每日灌胃灰树花提取物、隔日禁食)、预干预组(接种MC38前2个月至实验结束每日灌胃灰树花提取物,接种MC38后隔日禁食),腹腔荷瘤小鼠亦然。体外实验结果表明,血清限制条件下,灰树花活性提取物显著抑制MC38迁移(p<0.05),但对其增殖的抑制作用不显著,促进NIH3T3增殖(p<0.05);体内实验结果表明,与对照组相比,禁食组皮下荷瘤小鼠的终点肿瘤质量未受显著抑制(p≥0.05),但其癌细胞增殖率受到显著抑制,干预组、禁食+干预组、预干预组皮下荷瘤小鼠肿瘤生长及增殖均受显著抑制(p<0.05);对于腹腔荷瘤小鼠,禁食组、干预组、禁食+干预组、预干预组小鼠的肿瘤与对照组相比均不呈现显著性差异(p≥0.05),且禁食组、干预组小鼠的癌细胞增殖率显著提高(p<0.05)。对干预后肿瘤组织癌细胞增殖均受到显著的皮下荷瘤小鼠,通过组织病理染色及拉曼光谱分析其肿瘤组织物质成分变化,糖原、胶原及核酸含量变化趋势与肿瘤组织增殖均不相同,而脂质含量均有所提高。进一步通过气相质谱测定预干预组皮下及腹腔荷瘤小鼠肿瘤组织的脂肪酸组成,预干预组皮下荷瘤小鼠的C17及C24饱和脂肪酸远高于预干预组腹腔荷瘤小鼠,而C16、C18单不饱和脂肪酸远高于腹腔荷瘤小鼠,推测灰树花协同禁食可能是通过抑制硬脂酰辅酶A去饱和酶(SCD)活性,或抑制肿瘤微环境中脂质可利用度,抑制机体皮下肿瘤生长。为探究天然植物提取物调节肿瘤代谢机制,基于抗原特异性杀伤原理建立并优化了MC38-N4/OT-I共培养模型,该模型可直观反映T细胞与肿瘤细胞之间相互作用程度。通过测定灰树花活性提取物在体外对MC38增殖率及其对MC38-N4/OT-I共培养模型的影响,结果表明,灰树花活性提取物对MC38增殖未呈现显著抑制,但可提高共培养体系中毒性杀伤T细胞(CD45+、CD8+)比例,促进特异性免疫杀伤(p<0.05),表明灰树花可能通过调节免疫系统抑制机体肿瘤发生发展。综上所述,本文探究了不同营养限制方案对结直肠癌细胞及荷瘤小鼠的影响,分析了15种天然植物提取物的多糖、蛋白、多酚组成特点及其对肿瘤、免疫细胞活性的影响,验证了营养限制配合灰树花提取物对肿瘤生长代谢的协同作用,为营养限制配合天然植物提取物干预在预防及辅助肿瘤治疗的应用奠定良好基础。