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目的:从地榆鞣花酸类成分中筛选同时具有抑制肿瘤血管新生及细胞毒作用的双效抗肿瘤活性物质,研究活性成分TMEA体内外双效抗肿瘤作用及特点,并探究其相关分子机制。方法:(1)鞣花酸类成分抑制血管新生和细胞毒活性筛选:以课题组前期分离制备的10种地榆鞣花酸类成分为研究对象,分别通过HUVEC、HepG2、A549、SW620四种细胞模型,采用MTS法筛选鞣花酸类成分中抑制肿瘤血管新生和细胞毒作用的活性成分。(2)体内、外实验所需活性成分TMEA的分离制备及结构确认:以乙酸乙酯和石油醚为流动相,经硅胶柱洗脱,富集馏分并进行含量测定;采用UHPLC-TOF-MS,13C-NMR和1H-NMR,对活性成分TMEA进行结构确认。(3)活性成分TMEA的抗肿瘤血管新生及细胞毒作用研究:以HUVEC细胞模型,采用MTS、划痕法及Matrigel体外成管实验分别考察活性成分TMEA对HUVEC增殖、迁移及成管的影响验证活性成分TMEA体外抑制血管新生作用;以HepG2、A549和SW620细胞,采用MTS法检测活性成分TMEA对HepG2、A549和SW620增殖的影响,同时研究活性成分TMEA抗肿瘤的时间-效应关系与浓度-效应关系;研究TMEA对正常人肝细胞(LO-2)、人胚肾细胞(HEK-293)和小鼠骨髓有核细胞(BMC)的细胞活性的影响;体内建立SW620移植瘤小鼠模型,造模成功后根据肿瘤体积分为模型组,5-FU(25 mg/kg)组,TMEA高、中、低(200,100,50 mg/kg)三个剂量组,连续灌胃给药21天,观察TMEA对SW620移植瘤小鼠肿瘤体积生长的影响,并实验结束后分离肿瘤组织、肝脏、脾脏称重,计算脏器指数,免疫组化法检测肿瘤组织中CD31和Bax、Bcl-2、Caspase-3蛋白表达;(4)TMEA抑制肿瘤血管新生和细胞毒作用机制研究:采用与VEGFR2分子对接预测亲合力以及后续RT-PCR,Western blot等分子生物学方法检测TMEA对HUVEC细胞VEGF、PI3K、mTOR的mRNA表达影响,及其对VEGF,PI3K/AKT/mTOR蛋白表达的影响;TMEA对SW620细胞Bax、Bcl-2、Caspase-3的mRNA和蛋白表达的影响。结果:(1)地榆鞣花酸类成分TMEA能明显抑制HUVEC、HepG2、A549和SW620细胞增殖(P<0.01);(2)经柱层析分离制备并通过UHPLC-TOF-MS、13C-NMR、1H-NMR确认其结构为3,3’,4’-三甲氧基逆没食子酸(TMEA)。(3)体外研究结果表明,与空白组相比,TMEA(5,10,20,40μg/mL)能明显抑制HUVEC细胞的增殖、迁移(P<0.01或P<0.05);TMEA(1,5,10,20,40μg/mL)能明显抑制小管形成;同时研究证实TMEA对HepG2、A549细胞能明显抑制其增殖,其增殖抑制作用呈现明显的浓度效应(P<0.01或P<0.05),TMEA能明显抑制SW620细胞增殖(P<0.01或P<0.05)。TMEA对LO-2、HEK-293和小鼠BMC细胞表现出不同程度的细胞毒性作用(P<0.01或P<0.05)。在体内研究中,与模型组相比,高、中剂量(200,100 mg/kg)TMEA能明显抑制SW620移植瘤小鼠肿瘤体积的增长,瘤体质量明显下降(P<0.05),TMEA对肝脏指数无明显影响,但能显著降低脾脏指数。此外,与模型组相比,高、中剂量组能明显抑制CD31表达(P<0.01或P<0.05),高、中剂量组TMEA能促进Caspase-3、Bax的表达,抑制Bcl-2的表达。(4)分子对接结果显示TMEA与VEGFR2的活性腔中的Asn223A、Gly922A和Leu840A三个氨基酸残基形成疏水作用,具有良好亲和力;RT-PCR结果表明TMEA能明显抑制VEGF、PI3K、mTOR mRNA的表达,能显著抑制SW620细胞中Bcl-2 mRNA的表达,促进Bax、Caspase-3mRNA的表达(P<0.01或P<0.05)。Western blotting结果显示与空白组相比,TMEA能明显下调HUVEC细胞VEGF的表达,促使p-PI3Kp85(Tyr458)/PI3K、p-AKT(Ser473)/AKT、p-mTOR(Ser2448)/mTOR蛋白表达下降(P<0.01或P<0.05);与空白组相比,TMEA促进SW620细胞中Bax、Caspase-3蛋白表达(P<0.01或P<0.05),抑制Bcl-2的表达从而诱导肿瘤细胞凋亡。结论:地榆鞣花酸类成分TMEA能显著抑制肿瘤血管新生同时对肿瘤细胞产生细胞毒性作用。其中,TMEA对肿瘤血管新生的抑制作用可能与下调VEGF/PI3K/AKT/mTOR通路活性有关;TMEA对肿瘤细胞的细胞毒作用可能与促进凋亡蛋白Bax、Caspase-3表达并抑制Bcl-2蛋白表达有关。