癌症是环境、遗传等因素共同作用引起的细胞异常增生现象,其分子基础是DNA突变造成的基因表达调控体系的失衡。恶性肿瘤会侵袭周围的组织,有时还能通过淋巴和血管转移到其它组织和器官,严重威胁个体的生命。癌症死亡率在过去的一个世纪中不断攀升,在世界范围内,早就坐上仅次于心血管病的第二把交椅,大有上升为首位的趋势。目前,肿瘤的治疗主要有两种策略：其一就是通过药物或手术等手段直接或间接地消灭肿瘤细胞；其二就是通过各种方法直接或间接提高人体的抗肿瘤免疫力,藉此清除肿瘤细胞。全世界主流的肿瘤治疗方法包括化疗、放疗和手术,俗称三大疗法；而免疫治疗、代谢治疗和基因治疗等替代疗法也正在快速发展中。但由于肿瘤富有应变能力,单一的药物或治疗方法早已被证明难以战胜肿瘤,因此联合多种治疗方法的综合治疗是肿瘤治疗的必然趋势。本论文围绕肿瘤的综合治疗,在小鼠模型上探索了一线肿瘤化疗药物与代谢调控、免疫治疗与代谢调控的结合对肿瘤生长的抑制作用,并筛选了一系列肿瘤免疫抑制相关酶吲哚胺2,3-双氧化酶(Indoleamine 2,3-dioxygenase, IDO)的抑制剂。基于瓦尔伯格效应和肿瘤其它代谢方式改变的药物开发是一个热门的研究领域。二氯乙酸(dichloroacetic sodium, DCA)因为几十年来作为乳酸中毒症治疗药物的关系,其毒副作用和人体内药效和药代动力学研究得比较清楚。同时因为其廉价、易制、低毒、生物利用度高和几乎可以进入体内任何细胞的能力,使其成为最近几年这个领域的新宠。在第一章中,探讨了DCA作为肿瘤代谢治疗药与常用口服化疗药卡培他滨联用的抗肿瘤作用。我们首先在小鼠黑色素瘤B16同源接种动物模型上观察到DCA与卡培他滨联用可以协同抑制B16生长,免疫组化实验结果显示DCA与卡培他滨共同促进B16细胞凋亡；而只有卡培他滨可以抑制B16细胞的增殖,DCA的作用不明显。人肺腺癌A549异源接种裸鼠实验结果显示,卡培他滨单独用药对A549的抑制作用显著,但高剂量的卡培他滨有一定的毒副作用,严重影响小鼠的体重；如果合用DCA,则可以大大减少卡培他滨的口服剂量。进一步的机理研究发现,DCA通过活化线粒体来达到减少肿瘤干细胞数量、促进肿瘤细胞凋亡,从而增加卡滨他滨对A549的杀伤作用,但是DCA基本不影响卡培他滨的代谢酶胸苷磷酸化酶(thymidine phosphorylase,TP)的表达,也不影响卡培他滨其它代谢酶的活性,不影响卡培他滨对肿瘤细胞的细胞毒作用。体外细胞研究还发现,无论常氧状态还是缺氧状态DCA与卡培他滨代谢中间体5-脱氧尿苷均呈协同作用,而与5-氟尿嘧啶呈拮抗作用。结合已有的文献报道我们认为,肿瘤微环境和肿瘤细胞代谢方式是DCA发挥治疗效果的关键,体外细胞实验不能作为DCA治疗效果的唯一评价标准。本实验室其他研究人员的工作发现,小鼠口服蕃茄红素和槲皮素可以协同提升NK细胞的活性,可以有效抑制肿瘤生长。在第二章中,着重考察了在由蕃茄红素和槲皮素提升了NK细胞活性的情况下,通过口服DCA来激活肿瘤细胞的线粒体功能是否可以帮助进一步提升抑制肿瘤效果的可能性。结果是肯定的,给小鼠口服DCA可以明显提升肿瘤细胞对NK细胞杀伤作用的敏感性。免疫抑制是肿瘤免疫治疗在实际应用中面临的最大问题。IDO的活化是肿瘤细胞进化出来的一种免疫逃逸策略。在第三章中,我们通过重组IDO酶筛选了一系列化学合成的三氮唑化合物作为肿瘤免疫抑制相关酶IDO的抑制剂,并从中筛选到三个活性比最常用IDO抑制剂1-甲基色氨酸(1-methyl tryptophan,1-MT)(抑制常数为34μM)高的化合物,分别是4-Phenyl-1H-1,2,3-triazole-.4-(2-Bromophenyl)-1H-1,2,3-triazole和4-(2-Chlorophenyl)-1H-1,2,3-triazole,它们的抑制常数分别为22、18和14.5μM。接着,我们测定了这三个化合物对IDO的抑制类型和抑制常数,鉴定了它们对T细胞增殖的影响。这项研究结果一定程度上为IDO抑制剂的设计提供了的结构与功能相关性的参考,也为进一步动物实验奠定了基础。综上所述,本论文从改变肿瘤细胞代谢方式、天然产物提高机体先天性免疫能力以及解除肿瘤免疫抑制三个方面初步探索了肿瘤治疗的方法。并探讨了这三个方面联合治疗的可能性,具有一定的临床参考价值。