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天然产物来源广泛,结构复杂多样,具有丰富的生物学活性,是抗肿瘤药物的重要来源。我们从海洋真菌中分离的真菌环氧二烯(mycoepoxydiene,MED)具有新颖的化学结构,能有效抑制人宫颈癌HeLa细胞的生长(IC50为20 μM),但其作用机制还很不清楚。本文采用双向电泳(two dimensional gel electrophoresis,2-DE)等技术对MED抑制HeLa生长的分子机制进行了研究,为将其进一步发展为抗肿瘤药物,尤其是宫颈癌的治疗奠定基础。蛋白组学结果表明,MED处理HeLa细胞后的差异蛋白主要涉及糖酵解、磷酸戊糖途径、脂肪酸合成、核苷酸代谢、细胞周期、细胞骨架、转录加工、蛋白质翻译和降解等途径,且以下调为主。进一步研究表明,MED抑制HeLa细胞生长与糖、脂代谢途径中的关键酶的含量(或活性)改变密切相关。我们运用Western blot(WB)确认了 2-DE鉴定的下调蛋白-磷酸丙糖异构酶(triosephosphate isomerase,TPI)。并发现MED处理后,多个糖酵解酶,如己糖激酶 2(hexokinase 2,HK2)、磷酸果糖激酶 1(phosphofructokinase 1,PFKM)、醛缩酶 A(aldolaseA,ALDOA)、烯醇化酶 1(enolase 1,ENO1)和乳酸脱氢酶A(lactate dehydrogenase A,LDHA)均下调。HeLa细胞内,糖酵解终产物乳酸含量以MED浓度依赖的方式降低,同时MED通过间接途径抑制LDHA酶活性。进一步研究表明过表达上述下调的糖酵解酶均可显著降低MED对HeLa细胞生长的抑制,表明MED抑制糖酵解与其抑制HeLa生长密切相关。WB结果表明,MED下调HeLa细胞6-磷酸葡萄糖酸内酯酶(6-phosphogluconolactonase,PGLS)(2-DE鉴定的下调蛋白)和6-磷酸葡萄糖脱氢酶(glucose-6-phosphate dehydrogenase,G6PD)。还原型烟酰胺腺嘌呤核苷二磷酸(reduced nicotinamide adenine dinucleotide phosphate,NADPH)以 MED浓度依赖的方式降低。并且,MED通过间接途径抑制G6PD酶活性。过表达G6PD和PGLS均可显著降低MED诱导的ROS,减轻MED对HeLa细胞生长的抑制。MED上调脂肪水解的限速酶—脂肪组织甘油三酯脂肪酶(adipose triglyceride lipase,ATGL)、脂肪酸β氧化的限速酶—肉碱棕榈酰转移酶1 A(CPT1-A)、延胡索酸水化酶(fumarate hydratase,FH)、琥珀酸脱氢酶复合体a 亚基(succinate dehydrogenase complex subunit a,SDHA),升高细胞 ATP 水平,同时诱导ROS产生。shRNA敲低CPT1-A可显著降低MED诱导的ATP上升和ROS产生,并拮抗MED对HeLa细胞生长的抑制。与促进脂肪酸β-氧化相反,MED下调脂肪酸合酶(fatty acid synthas,FASN),抑制脂肪酸合成。总之,MED抑制HeLa细胞生长主要通过抑制糖酵解、PPP、脂肪酸从头合成以及加速脂肪水解、脂肪酸p氧化和氧化磷酸化。为其进一步发展为抗宫颈癌药物奠定了良好基础。