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细胞外调节蛋白激酶(extracellular regulated protein kinases,ERK1/2)级联是一种经典的细胞内信号通路,对多种细胞生命活动的调控及癌症的发生至关重要。在级联反应中,ERK1/2磷酸化会激活各种转录因子,调控细胞生理学过程。切除修复交叉互补组1(excision repair cross-complementation group 1,ERCC1)是ERK1/2下游转录因子之一,识别损伤DNA并修复。研究发现,用蒽醌类衍生物大黄素靶向作用ERK1/2抑制其下游ERCC1的表达,可以抑制癌症恶化。蒽醌类衍生物是以9,10-蒽醌为骨架的一种天然酚类,具有良好的抗癌活性。目前已有多种蒽醌类衍生物作为抗癌药物应用于临床,且取得了不错的效果。但是,蒽醌类衍生物水溶性较差,在自然界中含量有限且提取程序复杂。因此,通过化学方法设计合成新型的蒽醌类衍生物,为抗癌药物的研发提供了新的思路。本课题组前期以2-甲基蒽醌为原料,经过一系列化学反应合成了一种易溶于水的蒽醌类衍生物(1-硝基-2-酰基蒽醌-缬氨酸,简称C3),并发现其对结肠癌细胞具有抑制作用,但具体分子机制尚不可知。本文针对C3对结肠癌HCT116和HT29细胞增殖和迁移的影响及其机理进行研究,主要研究结果如下:1.C3抑制HCT116和HT29细胞增殖。首先,通过MTT实验检测C3对HCT116和HT29细胞增殖性的影响,结果显示60μg/mL~150μg/mL的C3明显抑制HCT116和HT29细胞的增殖性,且呈剂量依赖性。同时,通过显微镜观察发现C3可使细胞形态缩小变圆,数量减少以及细胞核发生皱缩和染色质分布不均的现象。随后,通过流式细胞术和Western blot实验检测结果表明C3通过下调G1期相关周期蛋白(Cyclin D1和Cyclin E)和细胞周期蛋白依赖性激酶(CDK2和CDK4),将细胞阻滞在G0/G1期。2.C3抑制HCT116和HT29细胞迁移。采用划痕实验分析C3对HCT116和HT29细胞迁移的影响,结果显示90μg/mL的C3处理HCT116细胞48 h后,细胞的迁移率从100%下降至14.04%;HT29细胞的迁移率也减小至9.96%。通过Western blot和免疫荧光实验检测C3对上皮-间充质转化(epithelial-mesenchymal transition,EMT)标志蛋白E-Cadherin和Vimentin表达的影响,结果显示C3降低了Vimentin的表达,增加了E-Cadherin的表达,说明C3可抑制细胞内EMT过程。3.C3通过介导ERK1/2-ERCC1信号通路抑制HCT116和HT29细胞增殖和迁移。用Western blot实验检测C3对ERK1/2磷酸化水平的影响,结果显示C3以剂量和时间依赖性的方式下调ERK1/2磷酸化水平。qRT-PCR实验和Western blot实验结果表明C3通过26s蛋白酶体破坏了ERCC1的稳定性,促进其蛋白质降解,下调ERCC1的转录水平和蛋白质表达。同时,当用U0126抑制ERK1/2表达,ERCC1发生了下调;但是转染si-ERCC1 RNA敲低ERCC1蛋白质水平后,ERK1/2表达没有明显的变化,证明ERK1/2是ERCC1上游信号分子。通过MTT实验和划痕实验对U0126和C3联合作用结肠癌细胞进行分析,发现细胞的增殖和迁移均能受到抑制,说明C3通过抑制ERK1/2活性从而降低ERCC1表达,抑制结肠癌细胞的增殖和迁移。总之,C3通过ERK1/2-ERCC1信号通路抑制结肠癌HCT116和HT29细胞增殖和迁移,改变细胞和细胞核形态,阻滞细胞周期进程。本研究为新型蒽醌类衍生物治疗恶性肿瘤奠定了基础。