糖类是人体三大营养物质之一,广泛存在于自然界中。糖类物质可根据含糖单位的数目分为单糖、寡糖和多糖。寡糖相对多糖来说分子量较小,结构也较为简单,理论上更易被人体吸收。许多多糖裂解为寡糖后,溶解性增强,原有的部分生物活性提高,质量更可控,加上寡糖大多毒性较低,相比多糖与其他种类天然活性物质安全性更高。蜈蚣藻是隐丝藻科植物蜈蚣藻（Grateloupia filicina（Wulf.）C.Ag.）和舌状蜈蚣藻（Grateloupia livida（Harv.）Yamada）的藻体,其中含有多种化学成分,多糖为其主要组成成分。本文所研究的寡糖G19是由蜈蚣藻中的多糖组分G19s降解而来。前期的抗肿瘤活性筛选中已证明其对多种肿瘤细胞的生长都有抑制作用,并在神经胶质瘤中的研究较为深入。理论上讲,由于寡糖的高度亲水性,使得其不易透过血脑屏障,可能在治疗脑内神经胶质瘤时达不到预期的效果。因此我们想要探究G19是否对其他不受血脑屏障影响的肿瘤有抑制作用,于是我们选择了消化系统肿瘤—胰腺癌作为继续研究的对象。由于胰腺癌是一种高转移、高侵袭的恶性实体瘤,死亡率高,预后差,因此发现新的药物靶点、寻找新的高效低毒的潜在抗胰腺癌先导化合物将为其创新药物研究奠定基础。为了探究该寡糖对胰腺癌的具体作用,我们首先在体外检测G19对多种胰腺癌细胞的影响。MTT结果显示,寡糖G19对四种胰腺癌细胞PANC-1、SW1990、Aspc-1、Bx PC-3的抑制效果良好,0.4 mg/ml时对PANC-1、Bx PC-3的抑制率分别为91.3%和98.2%,同时对正常肝细胞的影响较小。克隆形成实验表明,G19能够抑制PANC-1细胞形成克隆的数目和大小,裸鼠皮下移植瘤实验结果显示,G19低浓度（10mg/kg）和高浓度（20mg/kg）处理组相对于对照组的移植瘤生长抑制率分别为25.3%和38.7%,且对小鼠的体重没有明显影响,表明G19没有明显毒副作用。以上结果表明G19体内外对胰腺癌的生长均具有较好的抑制作用。细胞划痕与Transwell实验结果表明,G19还能抑制PANC-1细胞的迁移和侵袭,机理研究表明,G19通过抑制β-Catenin的磷酸化,下调Snail、Slug、Vimentin、N-cadherin,上调E-cadherin,抑制细胞的EMT（epithelial-mesenchymal transition）进程。由于G19是带硫酸基寡糖,而研究表明硫酸化糖类化合物具有抗凝血作用,为了检测G19是否也有类似作用,我们采用毛细血管法及剪尾法测定凝血时间,结果表明G19对体内凝血功能无影响,体现G19良好的安全性。为进一步探究G19抑制胰腺癌细胞生长的作用机制,我们首先通过Hoechst 33258染色法、Annexin V/PI双染法试验发现,G19能够诱导PANC-1细胞的凋亡。RT-q PCR和Western blot结果表明,G19处理后,凋亡相关分子Bcl-2的表达下调,Cleaved caspase-3、Caspase-9、Bax的表达上调。通过检测上游信号通路,发现G19可能是通过激活SAPK/JNK、p38 MAPK、p53信号通路诱导细胞凋亡。此外,通过细胞自噬染色检测试剂盒（MDC）染色法发现,G19能诱导PANC-1细胞发生自噬,Western Blot结果表明,G19处理后,自噬相关分子ATG5、Beclin 1、LC3B的表达上调。同时m TOR、AMPKα蛋白表达及磷酸化被抑制,表明G19可能是通过m TOR的负性调节促进自噬。RNAseq结果显示G19对PI3K-AKT,ECM-受体相互作用,FAK（Focal adhesion）信号通路也有调控作用。综上所述,蜈蚣藻来源的寡糖G19能够通过抑制细胞增殖、迁移,诱导细胞凋亡、自噬来发挥抗胰腺癌的作用。以上研究表明,寡糖G19具有成为抗胰腺癌药物开发的先导化合物的潜力。由于之前所研究的多糖G19s的直接抗肿瘤活性并不理想,那是否存在其他海藻多糖对这些肿瘤具有直接的较好好的抑制活性呢?羊栖菜（Sargassum fusiforme（Harv.）Setch.）是马尾藻属褐藻类植物,具有消食化瘀、促进免疫功能、降血脂血糖的功效。已有报道,分离纯化后的羊栖菜多糖进行硫酸化修饰后具有抑制肝癌的作用。于是继续对本课题组从羊栖菜中分离出的多糖组分进行了抗肿瘤活性筛选。硫酸化多糖多有报道具有抗血管生成的作用,血管生成又与肿瘤的发生发展密切相关。因此本实验首先通过管腔形成实验发现,羊栖菜多糖SPW0、SPW05能够浓度依赖性地抑制HMEC-1细胞在基质胶上形成管腔。随后通过MTT筛选发现羊栖菜粗多糖SPW0、SPW06、SPW08都对结直肠癌细胞HT29都有良好的抑制作用。其中SPW0对HT29细胞的生长抑制作用较好,给药浓度为1mg/ml时,对HT29细胞的抑制率为77.8%,并且对正常肝细胞LO2的抑制作用相对较小,提示此多糖组分可能毒性较低。裸鼠移植瘤模型证明SPW0、SPW05这两个组分,对体内结直肠癌的生长均起到一定的抑制作用,静脉给药浓度为20 mg/kg时裸鼠移植瘤的抑制率分别为41%和38%。进一步从SPW0粗多糖中分离出均一多糖SPW0S2,其给药浓度为1 mg/ml时,对HT29细胞的抑制率为75.4%,且对正常肝细胞毒性较小。通过Western blot实验发现,SPW0S2处理后会抑制AKT和PI3K的磷酸化,增加p21的表达,抑制β-Catenin的磷酸化,说明SPW0S2可能是通过调控这些分子来抑制HT29细胞的生长。此外,通过管腔形成实验发现,SPW0S2也能抑制人微血管内皮细胞（HMEC-1）管腔形成,但是作用机制还需要进一步探究。以上研究拓展了G19明确的抗肿瘤作用,研究了其作用机制,并发现了G19具有抑制胰腺肿瘤细胞迁移、侵袭和促自噬、凋亡的活性,为抗胰腺癌糖类新药研发奠定了理论基础。此外,发现同为藻类来源的羊栖菜多糖SPW0及其均一多糖SPW0S2具有直接抑制结直肠癌肿瘤细胞的生长和抗血管生成活性。上述结果提示藻类来源的聚糖类化合物可作为潜在的抗胰腺癌和结直肠癌的先导化合物进行后续研究,为研究抗肿瘤糖类物质的结构和功能、开发创新药物提供了有益的科学思路。