研究背景:结直肠癌（Colorectal cancer,CRC）是人类消化系统中最常见的恶性肿瘤之一,由于早期患者临床症状较为隐匿,初诊时多已出现肿瘤转移。手术及放化疗是目前治疗结直肠癌的主要方法,然而由于手术切除具有创伤性、危险性及局限性,化学疗法存在全身性毒副作用且易出现耐药,放射治疗也可导致局部正常组织损伤等缺点,结直肠癌的治疗效果及预后仍不理想。近年来,传统中草药及其有效成分的抗癌、调节免疫等作用逐渐引起人们的关注。羽扇豆醇（lupeol）是一种来源于羽扇豆、蒲公英等草本植物中的五环三萜类化合物,具有抗炎、抗氧化、抗感染、保护心脏、肝脏、神经和调节免疫力等作用,提示羽扇豆醇具有不同的药理活性及多种作用靶点。羽扇豆醇对多种肿瘤具有良好的治疗效果,剂量安全且对机体脏器有保护作用。然而,羽扇豆醇为脂溶性药物,水溶性低,难溶于有机溶剂,限制了其抗肿瘤活性的研究,更妨碍了其向临床用药的发展。研究目的:为改善羽扇豆醇的溶解性并提高其抗癌活性,本研究在前期阶段对羽扇豆醇进行了化学结构改造,获得了一种易溶于二甲基亚砜（DMSO）、乙醇等有机溶剂的羽扇豆醇吡啶季铵盐衍生物（后称羽扇豆醇衍生物LD-1）。本研究通过体内、外实验明确羽扇豆醇衍生物LD-1的抗肿瘤活性,并进一步探索其作用机制,为开发治疗结直肠癌的临床药物提供理论基础和实验依据。研究方法:使用不同浓度LD-1处理体外肿瘤细胞,运用CCK-8实验、克隆形成实验、划痕愈合实验、Transwell实验及流式细胞术评估LD-1对肿瘤细胞的增殖作用、克隆形成能力、迁移与侵袭能力,以及对细胞凋亡的影响;裸鼠皮下成瘤实验评价LD-1的体内抗癌效果;进一步通过串联质谱标签（Tandem Mass Tags,TMT）定量蛋白质组学分析技术及生物信息学技术分析LD-1抑制HCT116细胞生长的潜在分子机制,并运用蛋白免疫印迹技术验证相关蛋白的表达。研究结果:1.LD-1能抑制结直肠癌、肾癌、鼻咽癌、肝癌等多种细胞株的增殖,其中对结直肠癌HCT116细胞抑制作用最强,且LD-1对多种正常细胞株的毒性较小。2.LD-1能显著抑制HCT116细胞的克隆形成能力、迁移能力、侵袭能力并能诱导细胞发生凋亡。3.低、中、高三个浓度的LD-1均可显著抑制裸鼠皮下移植瘤的生长。4.TMT分析显示,与对照组相比,羽扇豆醇衍生物LD-1组共发现差异蛋白195种,其中上调蛋白种类有128种,下调蛋白种类67种。生物信息学分析结果提示LD-1可能通过HIF-1信号通路抑制HCT116细胞的增殖与转移。5.Western blot结果证实了 LD-1可通过抑制HIF-1信号通路中HIF-1 α、HK2、ENO1、LDHA蛋白的表达,从而抑制HCT116细胞的增殖与转移。结论:羽扇豆醇衍生物LD-1可通过干预HIF-1信号通路抑制结直肠癌的体内、外生长,且对多种正常细胞株毒性低,将有望成为新型抗癌药物。