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近年来癌症的发病率呈现持续增长的态势,严重威胁人类的健康。据世界卫生组织统计,全球每年新增癌症患者1270万例,死亡约790万。相对而言,我国2015年新发肿瘤病例400多万,死亡人数多达281万,急需研发有效治疗药物和治疗手段。本论文研究天然以及合成小分子化合物的抗肿瘤活性及其作用机理,由两部分内容组成:1)姜黄素抗肿瘤活性机理研究;2)吲哚胺-2,3-双加氧酶抑制剂NLG-919抑制乳腺癌及作用机制研究。1)姜黄素抗肿瘤活性的机理研究姜黄素是来自姜黄等植物的天然化合物,动物和临床实验都证明姜黄素对多种肿瘤有明显的抑制作用,其作用靶点和分子机制包括抗氧化应激、直接与IκB降解而抑制NF-κB通路激活、抑制新血管生成、促凋亡等。由于(1)该化合物结构简单,作用靶点多样;(2)在中性和偏碱性溶液中极不稳定,能够快速降解;(3)该化合物在体内快速代谢,生物利用度极低,既便在大剂量长期服用的情况下,其血药浓度依旧不能达到生物活性浓度,因此文献报道的姜黄素的体内活性不断受到质疑。我们推测姜黄素可能利用其它未知机制发挥生物活性。姜黄素具有β-二酮结构,在水溶液中异变成烯醇式,具有与金属离子络合的能力。考虑到铜离子在肿瘤生长、血管生成以及炎症反应中的作用,我们推测姜黄素抗肿瘤活性可能与其络合能力有关,并在小鼠模型和体外实验进行了验证。我们首先用紫外可见吸收光谱验证了姜黄素在体外具有络合铜离子能力,然后用裸鼠皮下移植瘤模型在体内证明了姜黄素抗肿瘤活性与降低小鼠血清中铜离子浓度的关系。我们发现,姜黄素能够抑制裸鼠皮下A549细胞移植瘤的生长,该现象与使用阳性对照铜络合剂四硫代钼酸铵(TM)的效果相一致,肿瘤生长抑制的现象与小鼠血清中铜离子浓度的降低有关。进一步研究发现姜黄素具有抑制铜离子诱导的MAPK活化以及细胞增殖的能力,其作用机制与铜离子络合有关。因为RNA干扰实验(RNAi)抑制铜离子转运蛋白(CTR1)表达与姜黄素处理具有类似作用,表明姜黄素作为铜离子络合剂间接发挥其抗肿瘤活性。这些结论也提示我许多天然多酚化合物如黄酮类化合物等可能作为金属离子络合剂而发挥广泛的生物活性。2)吲哚胺-2,3-双加氧酶抑制剂NLG-919抗乳腺癌及作用机制研究乳腺癌是严重危害妇女健康的恶性肿瘤,其治疗手段包括手术切除结合放射治疗,化疗以及生物靶向治疗等。肿瘤免疫治疗的快速进展为乳腺癌治疗以及改善患者生存质量提供了新思路。肿瘤免疫治疗通过激发和加强机体抗肿瘤免疫应答,或者解除抗肿瘤免疫应答的抑制作用,使机体的免疫系统杀伤或抑制肿瘤生长。吲哚胺-2,3-双加氧酶(IDO)具有催化色氨酸降解的能力,其降解产物犬尿酸不但能够促新血管生成,还能抑制免疫细胞的功能,从而逃逸机体对肿瘤细胞的监控和清除能力,因而IDO是肿瘤免疫治疗的重要靶点。该部份研究旨在阐明IDO抑制剂NLG-919抑制小鼠4T1乳腺癌原位肿瘤的生长及其肺迁移的相关机制。我们首先建立了 IDO酶活抑制评价体系,运用体外酶反应体系及细胞水平实验验证了 NLG-919选择性地抑制IDO1活性,然后在小鼠4T1乳腺癌原位肿瘤模型上验证了 NLG-919抗肿瘤活性,并用流式细胞术等方法分析小鼠肠系膜淋巴结及其肿瘤组织中杀伤性T细胞以及Treg细胞的变化情况。我们发现,NLG-919在体外并不直接杀伤4T1细胞,但在体内实验中却能够显著抑制小鼠4T1乳腺癌原位肿瘤的生长、降低肿瘤肺迁移。进一步研究发现NLG-919处理组小鼠肠系膜淋巴结及肿瘤组织中杀伤性T细胞的比例增大,而具有免疫抑制作用的Treg细胞的比例明显减少。以上这些结果表明NLG-919通过增强机体自身的抗肿瘤免疫应答而抑制小鼠4T1乳腺癌的生长及其肺迁移。研究IDO介导的色氨酸代谢在肿瘤细胞迁移中的作用将有助于阐明IDO抑制剂抗肿瘤候选药物的作用机制,为化合物结构优化提供依据。