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结直肠癌(colorectal cancer,CRC)是一类常见的消化系统恶性肿瘤,目前主要的临床治疗措施是手术兼化疗,但术后极易复发并产生耐药性,具有较为强烈的毒副作用。因此,查找和研发更有效或低毒性的新型抗癌药物就显得尤为迫切。猴头菌,是一种我国传统的药食两用的大型真菌。中医认为猴头菌具有健胃、补虚、益肾精的功效,其子实体被应用于消化系统疾病的治疗,已经有2000多年的历史。现有研究表明:猴头菌子实体中含有多种具有抗肿瘤、免疫调节、抗胃溃疡、抗氧化和保肝护肝的生物活性成分,其中大分子物质,尤其是多糖,也已成为当前的研究热点内容之一。目前,关于猴头菌多糖抗肿瘤的研究相对较少,尤其是其作用机理相关的研究鲜有报道。因此,本研究在采用水提醇沉法进行多糖提取的过程中,系统研究了超声波和脱蛋白处理两个关键工艺环节对多糖提取效果的影响;将获得的猴头菌子实体多糖(HEFP2)进行进一步的分离纯化,并对其主要组分HEFP2-α-2与HEFP2-β-2进行了相应的结构鉴定研究;在细胞水平探讨了HEFP2的抗结直肠癌效应,并分别从细胞凋亡的分子机制及细胞活性氧生成的潜在关系等方面对其抗结直肠癌的作用机制进行了探究,从而为其作为功能食品和或结肠癌潜在治疗替代药物开发提供研究思路。主要研究结果如下:(1)以猴头菌子实体为供试材料,在采用水提醇沉法进行多糖提取的过程中,系统研究了超声波和脱蛋白处理两个关键工艺环节对多糖提取效果的影响。结果表明,采用超声波辅助处理可提高猴头菌多糖提取率,降低多糖的纯度。比较Sevage、亚铁氰化钾、复合法3种脱蛋白方法,发现复合法对蛋白的除去效率最高,但多糖的保留率最低;亚铁氰化钾-乙酸锌法操作简便且蛋白除去率与多糖保留率均较高,但会使HEFP-β-2组分的含量和回收率降低;Sevage法蛋白脱除效率最低,多糖组分的保留率相对较高,且柱洗脱后发现经Sephacryl S-400凝胶柱分离后获得的主峰整体峰值较高,适合多糖活性组分未知时的蛋白脱除。这一研究结果将会为该类大型真菌子实体的大分子生物活性物质的提取以及相关产品的开发提供重要的参考依据。(2)将使用热水浸亚铁氰化钾-乙酸锌法脱蛋白提得到的粗多糖HEFP2分离纯化后得到的HEFP2-α-2和HEFP2-β-2进行结构鉴定。结果显示:HEFP2由阿拉伯糖,半乳糖,葡萄糖和甘露糖组成,所得各组分所占的摩尔比为:8.99:11.15:1.2:1.97,其水溶液呈典型的剪切变稀的假塑性流体性质,扫描电镜结果显示HEFP表面较为粗糙,呈蜂窝状。红外光谱、核磁共振光谱结果表明HEFP2-α-2和HEFP2-β-2两个主要组分的单糖组成相似度较高,都是β-d-阿拉伯糖,β-1,6-d葡聚糖,α-半乳糖,β-甘露糖,其摩尔比分别为10.28:6.57:3.07:1.57和3.23:9.88:3.82:3.82;数均分子量分别为2.886×104Da和1.833×104Da;扫描电镜结果HEFP-α-2表面较为粗糙,呈片状结构,HEFP-β-2表面较为光滑,呈支架结构。显然地,这些优良特性增加了该多糖在食品工业中的应用潜力。(3)通过对HEFP2抗肿瘤活性的一系列体外实验研究,发现HEFP2能够有效的抑制结直肠癌细胞(HCT-116和DLD1)的增殖与细胞的克隆集落形成(IC50分别为0.587±0.092,0.695±0.073 mg/mL),且在所用浓度范围内HEFP2不具有细胞毒性。随后的实验表明,HEFP2的这种抑制作用是通过介导Bcl-2、Bax的表达,降低线粒体膜电位,触发Caspase-9依赖的内源性线粒体通路的一系列信号级联发挥诱导结直肠癌细胞凋亡的效应。有趣的是,我们发现HEFP2处理可以显著提高结直肠癌细胞内活性氧的水平。使用抗氧化剂NAC和高浓度HEFP2(0.6 mg/mL)对结直肠癌细胞共处理后,凋亡率显著下降,活性氧水平与对照组相比也没有明显变化。进一步的分子实验表明,在添加NAC的条件下,HEFP2不能调节Bcl-2和Bax的表达,也不能诱导线粒体膜电位的丢失和Cleaved-caspase-9和Cleaved-caspase-3的激活。综上所述,这些发现表明活性氧的生成和积累可以作为该级联反应的上游调节因子,通过触发HCT-116和DLD1细胞中Caspase-9和caspase-3依赖的内源性线粒体通路的一系列信号级联诱导结直肠癌细胞的凋亡。这一研究结果对深入研究HEFP2诱导结直肠癌细胞凋亡的分子机制及其与活性氧生成的潜在关系具有重要的参考价值。同时,该研究数据可能会为寻找具有潜力的新型食用菌多糖,及其相应功能性食品和癌症相关治疗药物的开发提供一个新的研究思路。