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Chaetominine（简称CHA）是一种从海蟹共生烟曲霉Aspergillus fumigatus CY018菌株的次级代谢产物中分离得到的喹唑啉生物碱。文献报道了CHA对结肠癌细胞和白血病细胞有细胞毒,但是其抗肿瘤活性及机制未见报道。本论文从筛选CHA的敏感肿瘤细胞系出发,围绕以下几个方面对CHA的抗肿瘤活性与作用机制进行了研究,包括：CHA诱导细胞凋亡的作用及信号途径,CHA对细胞周期的影响及调控机制,以及CHA对耐药细胞的增敏作用和分子机理。本论文的完成对促进海洋微生物资源的开发利用具有重要意义。首先采用MTT法测定CHA对结肠癌、肝癌、肺癌、胰腺癌、白血病、宫颈癌等5类共8株肿瘤细胞的细胞毒性,筛选敏感肿瘤细胞系。研究结果发现,人白血病细胞株K562对CHA最为敏感,半数抑制浓度IC50值为33.7±0.2 nM,优于阳性对照5-FU(IC50值为55.0士1.07 nM)；与此同时,CHA作用剂量低于200 μM时,对人正常外周血细胞HPBMC无明显的毒性。针对筛选出的CHA的敏感肿瘤细胞系,考察CHA诱导细胞凋亡的作用及信号途径。采用Hoechst 33258染色、核酸电泳和Annexin V-FITC/PI双染的方法,发现CHA导致K562细胞出现典型的凋亡形态变化,小片段的DNA在电泳图中呈阶梯状排列,并且细胞的凋亡率明显增加,表明CHA具有诱导K562细胞发生凋亡的作用。随后,进一步运用JC-1染色、免疫印迹分析相关蛋白的表达,发现CHA使K562细胞内凋亡调控蛋白Bax/Bcl-2比例升高,线粒体膜电位显著降低,细胞色素c从线粒体释放到胞浆,下游凋亡蛋白活化因子Apaf-1表达升高,凋亡蛋白酶Caspase-3和-9活性提高,从而引起凋亡发生,提示CHA是通过线粒体途径诱导K562细胞发生凋亡的。运用流式细胞术、荧光定量PCR和蛋白免疫印迹等方法研究CHA对肿瘤细胞周期的影响及调控机制。检测发现CHA导致K562细胞发生S期阻滞；进一步对参与调控S期的细胞周期调控蛋白进行分析,发现CHA作用K562细胞后,能有效引起ATM和ATR的磷酸化水平提高；Chk1蛋白表达水平提高,Chk2蛋白表达无明显变化；Cdc25A的表达水平下调；同时,cyclin E和CDK4的mRNA水平没有明显变化,但cyclin A和CDK2的转录和表达明显下调,最终引起细胞阻滞于S期。此外,选择敏感株K562对应的K562/Adr耐药细胞系研究了CHA对肿瘤细胞耐药增敏作用及分子机制。MTT检测结果提示K562/Adr细胞对CHA无明显耐药性,并且CHA能增加K562/Adr对阿霉素（ADR）的敏感性。考察CHA对K562/Adr细胞的作用机制发现：一方面,CHA能增强ADR引起的耐药细胞凋亡,主要是通过提高胞内ROS的水平,以及提高促凋亡蛋白Bax的水平、降低抗凋亡蛋白Bcl-2的表达诱导细胞凋亡；另一方面,CHA促进K562/Adr细胞内ADR的积累水平,这与CHA能显著降低MRP1的转录和表达有关。进一步研究发现,CHA能通过抑制Akt磷酸化和核内Nrf2的表达逆转MRP1介导的肿瘤耐药。综上所述,本文在细胞模型上对CHA的抗肿瘤活性及机制进行了系统研究,CHA通过诱导细胞凋亡,导致细胞发生S期阻滞的方式发挥抗肿瘤作用。此外,CHA还能通过促凋亡和降低MRP1的表达逆转ADR的肿瘤耐药性,显现出CHA具有更广阔的肿瘤治疗前景。这些结果都说明了CHA作为治疗白血病的候选化合物的潜在可能性。