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目的:肿瘤已经发展为全球一个主要的公共卫生问题,2020年全球新发病例1929万例,死亡病例996万例,在中国,每10分钟就有55人死于癌症。随着科技的发展尤其是医疗技术的发展,肿瘤治疗领域取得了重大进展。中草药治疗肿瘤的临床实践在我国由来已久,从植物中提练有效的抗癌活性成分越来越受到学者的关注。金荞麦作为传统中药,在我国有着漫长的药用历史,在各种癌症中均表现出了显著的体外和体内抑制作用,然而,目前仍缺少其抗肿瘤分子机制的研究。金荞麦资源分布较广,由于各地区海拔、气候、土壤等环境因素不同,导致不同产地的药材中化学成分的种类和数量差异较大、质量参差不齐。因此,本文首次选取了来自西南地区5个不同产地:云南昆明、贵州毕节、云南虎跳峡、四川康定和西藏自治区的金荞麦药材,初步比较了抗肿瘤药效间的差异及各品种之间的成分差异,为选择优良品种和产业化发展提供了理论的基础。随后,通过网络药理学探索了金荞麦的抗肿瘤分子机制,并利用体外细胞实验初步验证金荞麦提取物抗肿瘤的分子机制,为金荞麦在抗肿瘤方面的进一步开发和临床应用提供实验依据。实验方法:(一)以人结直肠癌细胞HCT 116和人肺癌细胞A549为研究对象,采用CCK8试剂盒检测西南地区5个产地金荞麦(云南昆明YK、贵州毕节GB、云南虎跳峡YH、四川康定SK和西藏自治区XZ)的抗肿瘤药效,并计算IC50值;采用HPLC分析金荞麦中标志性成分(表儿茶素和原花青素B2)的含量;紫外分光光度法测定金荞麦中的总黄酮和总酚含量。(二)运用网络药理学技术分析金荞麦中含有的有效成分和药理作用机制。首先在TCMSP数据库中,筛选金荞麦中的有效组分。在Pharm Mapper数据库中依据各组分的化学结构匹配适宜的潜在作用靶点,然后利用DAVID V 6.8数据库对获得的靶点蛋白进行KEGG信号通路分析和GO生物过程的富集分析,最后使用Cytoscape 3.5.1软件构建了“有效组分-靶点蛋白-信号通路”的网络。(三)在网络药理学分析的基础上,探讨经典信号通路MAPKs在金荞麦抗肿瘤中的作用。以人结直肠癌细胞HCT 116和人肺癌细胞A549为研究对象,结合第一部分的结果,选取抗肿瘤效果最好的金荞麦提取物为样品,并设置高、中、低不同浓度(2,4,8μg/m L)。平板克隆实验检测细胞增殖;流式细胞术检测细胞凋亡;流式细胞仪和荧光显微镜分析活性氧(ROS)的变化;Western blot检测自噬相关蛋白p62、Atg5、Beclin 1以及LC3B的蛋白;透射电镜观察自噬;p38、ERK、JNK、p-p38、p-ERK和p-JNK蛋白表达。实验结果:(一)金荞麦提取物能显著抑制肿瘤细胞的生长,在HCT 116细胞中,IC50值的大小顺序为:YK<YH<SK<XZ<GB,在A548细胞中:YK<SK<YH<XZ<GB。来自云南昆明的金荞麦的IC50值最小,抗肿瘤效果最好,而贵州毕节的金荞麦表现出较差的抗肿瘤活性。对我们使用的HPLC含量测定方法进行了方法学验证,结果证明该方法可用于金荞麦中表儿茶素和原花青素B2的含量测定。经检测5个产地的表儿茶素含量均≥0.03%,其中来自云南昆明的金荞麦中含有的表儿茶素和原花青素B2含量最高。总黄酮含量:YH(8.68 mg/g)>YK(8.28 mg/g)>XZ(7.25 mg/g)>SK(7.10 mg/g)>GB(6.46 mg/g),云南省虎跳峡的黄酮含量最高。总酚含量:YK(72.90 mg/g)>SK(68.40mg/g)>YH(67.28 mg/g)>XZ(59.33 mg/g)>GB(49.30 mg/g),来自云南昆明的金荞麦中总酚含量最高。(二)经过筛选得到了包括表儿茶素、槲皮素、木犀草素、原花青素B2、儿茶素、β-谷甾醇等15种有效组分,涉及到RAC-α丝氨酸/苏氨酸-蛋白激酶、GTPase HRas酶、双特异性丝裂原激活蛋白激酶激酶1、3β-糖原合成酶、c AMP依赖性蛋白激酶催化亚基α1等114个靶点蛋白,并得到了包含MAPK信号通路、VEGF信号通路、趋化因子信号通路和胰岛素信号通路在内的34条重要的KEGG信号通路,其中与癌症相关通路11条。(三)金荞麦以浓度依赖的方式抑制肿瘤细胞的增殖,诱导细胞发生凋亡;流式细胞术和荧光显微镜发现金荞麦可以诱导肿瘤细胞产生过量的ROS,使用抗氧化剂(NAC)抑制细胞内ROS后,细胞活性明显增强,凋亡细胞显著减少;通过Western blot发现到金荞麦促进细胞中自噬相关蛋白Beclin 1,LC3B的表达升高,抑制了p62的表达;透射电镜,自噬小体和自噬溶酶体的数量显著增加。最后,通过Western blot发现金荞麦显著下调了ERK和JNK蛋白表达的水平,上调p-ERK和p-JNK蛋白表达。结论:1.金荞麦提取物在体外显著抑制了人结直肠癌细胞HCT 116和人肺癌细胞A549的活性。2.在西南地区5个产地的金荞麦均符合药典标准(表儿茶素含量≥0.03%)。抗肿瘤效果与金荞麦中总酚含量呈正相关,总酚含量越高的,抗肿瘤效果较好,反之,总酚含量较低的,抗肿瘤效果越差。3.网络药理学研究表明,金荞麦中的多种有效成分通过多靶点多通路发挥作用,其中的MAP激酶和MAPK信号通路可能是金荞麦发挥抗肿瘤作用重要靶点和通路。4.金荞麦提取物可能通过ROS-ERK/JNK通路,显著抑制肿瘤HCT 116和A549细胞活性。5.金荞麦提取物诱导肿瘤细胞发生自噬,导致自噬依赖性细胞死亡。