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鬼臼毒素作为天然的抗肿瘤化合物已受到广泛的研究,20世纪80-90年代鬼臼类药物Etoposide（VP-16）、Teniposide（VM-26）和Etopophos先后被FDA批准上市成为抗癌一线药物。然而,严重的毒副作用限制了其临床应用,例如便秘、腹泻、恶心呕吐和继发性恶性肿瘤等。降低鬼臼毒素类抗肿瘤药物的毒性是开发下一代鬼臼类药物的关键。课题组前期自主设计、合成了系列含氮杂环取代鬼臼类衍生物,其中4β-（5-氟苯并恶唑/5-氟苯并噻唑）-4′-去甲基表鬼臼毒素（5-F-Bo/Bt-DMEP）对人源肝癌细胞Hep G2、宫颈癌细胞He La、肺癌细胞A549和乳腺癌细胞MCF-7具有良好的抗肿瘤活性;对人源健康肝脏细胞HL-7702、宫颈细胞H8、肺细胞MRC-5和乳腺细胞HMEC的毒性达到毫摩尔级,有望解决鬼臼类药物毒性高的问题。而上市鬼臼类抗肿瘤药物依托泊苷和替尼泊苷的抗肿瘤活性和毒性均为微摩尔级。本文以低毒性抗肿瘤候选药物分子5-F-Bo/Bt-DMEP为研究对象,旨在阐明选择性杀伤肿瘤细胞而对正常细胞低毒性的机制。首先,5-F-Bo/Bt-DMEP与VP-16同为4′-去甲基表鬼臼毒素衍生物,因此推测其也可能作为抑制拓扑异构酶II（Topoisomerase II,Topo II）毒剂产生抗肿瘤能力。分别通过化合物处理后的细胞形态分析,Western blot,γH2AX免疫荧光染色和彗星实验检测5-F-Bo/Bt-DMEP对Topo II的抑制和DNA损伤能力。结果显示5-F-Bo/Bt-DMEP具有一定的Topo II抑制能力,但对于DNA的损伤水平较低且在肿瘤与正常细胞间并无明显差异。因此,分析并提出其可能通过新的作用机制诱导肿瘤细胞死亡,而不是将Topo II作为唯一靶标即作为Topo II毒剂诱导DNA断裂损伤为基础产生诱导细胞凋亡的能力。其次,通过基于活性的化学蛋白质组学（ABPP）方法发掘5-F-Bo/Bt-DMEP可能的潜在靶标。我们基于5-F-Bt-DMEP设计了三个探针用以靶蛋白的钓取,结合MTT法筛选出Probe-1和Probe-2具有与原5-F-Bt-DMEP相近的细胞毒活性,失去活性的探针3可能是由于引入的修饰基团过大所致。进一步通过荧光共定位和聚丙烯酰胺凝胶在细胞与蛋白水平检测探针与游离5-F-Bt-DMEP靶蛋白的竞争结合,显示5-F-Bt-DMEP探针分子与5-F-Bt-DMEP共靶。最后,选择含有光敏标签的Probe-2用于下拉蛋白质组学的靶标鉴定。通过蛋白定量差异分析,初步筛选出三个潜在的靶蛋白COX4I1,S100A9和AIMP2。本文通过基于活性蛋白质组学的方法,发现了毫摩尔级低毒性的抗肿瘤先导化合物5-F-Bo-DMEP和5-F-Bt-DMEP潜在的作用药物靶标,为后续新药开发提供理论基础。