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研究目的:结直肠癌是人体消化道常见的恶性肿瘤之一,同时也是第三大恶性肿瘤,世界男性和女性癌症死亡的主要原因。即使在今天,它的流行率仍然很高,多发生在40-50岁人群中,男女比例约为2:1-3:1。由于结直肠癌发病缓慢、转移率高、预后不良等特点,研究结直肠癌的发病机制对早期诊断和个体化治疗至关重要。目前治疗结直肠癌的有效方法包括手术切除、放射疗法以及化学疗法等,虽然也已经开发了一系列靶向疗法、免疫疗法来治疗癌症,但严重的副作用和耐药性限制了它们的应用,结直肠癌患者的治疗效果仍然较差,因此新型的治疗药物亟待开发。补骨脂乙素(Isobavachalcone,IBC)是一种从草本植物补骨脂中分离的查尔酮类化合物,研究表明其有广泛的药理和生理活性,包括抗真菌、抗细菌、抗癌以及抗寄生虫等,同时可诱导多种肿瘤细胞的凋亡,然而其在结直肠癌中的抗癌活性及潜在的分子机制尚不清楚。本研究以人结直肠癌SW480细胞为研究对象,初步探讨了补骨脂乙素诱导其凋亡的机制,为补骨脂乙素可能成为治疗结直肠癌的药物应用于临床提供理论和实验基础。研究方法:使用不同浓度的补骨脂乙素刺激人结直肠癌SW480细胞后,通过CCK8试验确定补骨脂乙素对细胞增殖的影响;将不同浓度药物刺激后的细胞分别用PI单染色法、DCFH-DA探针法以及Annexin V-FITC/PI双染色法通过流式细胞仪检测细胞周期阻滞、胞内ROS水平及细胞凋亡情况;通过免疫印迹法(western blot,WB)检测不同浓度药物刺激后,细胞周期、细胞凋亡以及细胞自噬相关蛋白的表达情况变化。此外将SW480细胞用活性氧清除剂NAC、细胞自噬抑制剂3-MA预处理后再用不同浓度药物刺激,通过CCK8、WB实验技术检测活性氧对细胞增殖、自噬及AKT/GSK-3β信号通路的影响。研究结果:1.CCK8试验结果显示随着补骨脂乙素浓度增加细胞的活力显著下降,并且呈浓度依赖性。2.流式细胞术结果显示补骨脂乙素能使SW480细胞周期阻滞在G0/G1期,增加细胞在G0/G1期的占比,同时呈浓度梯度依赖性。WB实验结果显示补骨脂乙素使SW480细胞的周期相关蛋白Cyclin D1蛋白表达下调,而周期依赖性激酶抑制剂p21蛋白表达上调。3.流式细胞术结果显示补骨脂乙素诱导SW480细胞凋亡并促进细胞内ROS生成的增加。WB结果显示补骨脂乙素刺激SW480细胞后其凋亡标志蛋白Cleaved PARP表达量上调。4.WB结果显示补骨脂乙素明显上调了SW480细胞中细胞自噬标志蛋白LC3B-Ⅱ、细胞凋亡信号通路p-AKT及其下游磷酸化靶点p-GSK-3β蛋白的表达量,同时这三种蛋白的表达量都因为NAC的预处理而降低。此外,3-MA预处理能显著降低补骨脂乙素对SW480细胞增殖的抑制作用。研究结论:以上实验结果表明,补骨脂乙素对人结直肠癌SW480细胞的增殖具有明显的抑制作用,将细胞周期阻滞于G0/G1期。通过ROS介导抑制AKT磷酸化进而抑制GSK-3β磷酸化使其活性激活并通过激活细胞自噬最终导致细胞凋亡。由此可知补骨脂乙素是一种潜在的抗肿瘤药物,运用补骨脂乙素治疗结直肠癌可能是一种有前景的辅助化疗手段。