木豆[Cajanus cajan(L.)Millsp.]是一种在我国广泛栽培的直立灌木,其叶片可入药。成分研究表明,木豆叶中的主要生物活性物质为芪类和黄酮类化合物。芪类化合物是指具有均二苯乙烯母核结构的一类化合物,具有抗癌、抗炎、抗菌等多种生物活性。为了完善中药木豆叶的抗癌药效理论,本研究基于多平台代谢组学策略,探索了木豆叶中的芪类化合物在肿瘤细胞Hep G2中的作用机制。第一部分,采用制备液相色谱技术,从木豆叶提取物中分离纯化了三个芪类化合物,经过Q-TOF-MS和NMR检测,鉴定为3-甲氧基-5-(2-苯乙烯基)-苯酚、木豆素C和木豆素。MTT法检测结果发现三个芪类化合物以时间依赖与浓度依赖的方式对Hep G2细胞产生活性抑制,最后从构效关系上推测了三个芪类化合物细胞毒性差异的原因。第二部分,应用基于NMR的代谢组学技术研究了3-甲氧基-5-(2-苯乙烯基)-苯酚、木豆素C和木豆素对Hep G2细胞的作用机制。使用多元统计分析和数据库对比,从Hep G2细胞胞外与胞内样品的NMR数据中标记出差异性代谢物19个和20个,通过分析受扰动代谢通路的生物学意义,推测芪类化合物抑制肿瘤细胞增殖并诱导凋亡的机制包括扰乱能量代谢、造成氧化应激以及影响膜和DNA的合成。第三部分,应用基于LC-MS的代谢组学研究策略,重点分析了木豆叶中的主要活性成分木豆素对Hep G2细胞的作用机制。使用UPLC-Q-TOF MS方法检出了Hep G2细胞胞内差异性代谢物14个,得到了三个未在NMR实验结果中出现的受扰动代谢通路。综合NMR与LC-MS两种技术获得的结果,推测芪类化合物木豆素主要通过破坏氧化还原稳态,扰乱能量代谢,影响甲基转移过程、脂质代谢以及营养物质提供等机制对Hep G2细胞发挥抑制作用。两种方法得到的差异性代谢物在有关能量代谢、氧化应激、DNA的合成与甲基化修饰等方面的代谢通路上相互补充相互印证,得到了信息更丰富的代谢变动情况和更具有可信度的研究结果。本研究提供了一种在细胞水平上对天然产物生物活性机制进行研究的方法,为中药木豆叶的入药理论提供了新的支持。