野西瓜(Capparis spinosa L)为山柑科山柑属植物,又称刺山柑、老鼠瓜、槌果藤等,味辛苦,性温,具有祛风除湿、止瘀消肿、止痛活血之功效。文献报道和前期实验显示,野西瓜具有抗肿瘤作用,且其活性成分为其生物碱类成分。本文对野西瓜生物碱的抗肿瘤活性组分进行了筛选,找出其敏感肿瘤细胞株为人胃癌细胞株SGC-7901,得到具有较强抑制肿瘤细胞增殖的组分——野西瓜极性生物碱A10组分,并应用HPLC法和UV法测定其含量。在此基础上,研究了野西瓜极性生物碱A10组分对SGC-7901细胞的细胞毒作用,通过MTT实验、SRB实验和集落形成率实验发现野西瓜极性生物碱A10组分对SGC-7901具有生长抑制作用；然后利用凋亡形态学方法即荧光显微镜法和投射电镜法对SGC-7901凋亡形态进行定性研究；经PI单染法和AnnexinV-FITC/PI双染法,利用流式细胞仪和激光共聚焦显微镜测定了野西瓜极性生物碱A10组分对SGC-7901细胞凋亡率和周期的影响；然后对野西瓜极性生物碱A10组分所诱导SGC-7901细胞凋亡线粒体通路的关键事件进行研究,包括MPTP孔开放程度、膜电位丧失、Cyt-c释放、Caspase-9及Caspase-3激活；在确定了其凋亡的线粒体途径后,又对线粒体凋亡调控因子如活性氧水平、Ca2+浓度进行检测,判断ROS积聚和钙超载是否参与野西瓜极性生物碱A10组分所诱导线粒体凋亡通路的调控。最后,对线粒体凋亡通路调控基因Bcl-2和Bax在蛋白表达水平和mRNA基因转录水平上分别利用Vestern Blot法、流式细胞术和RT-PCR法进行检测,以期揭示野西瓜极性生物碱A10组分诱导SGC-7901细胞凋亡的线粒体通路。1野西瓜生物碱抗肿瘤活性组分的研究1.1野西瓜总生物碱含量测定的研究目的：测定野西瓜中盐酸水苏碱含量和总生物碱的含量。方法：HPLC方法和UV方法。结果：应用HPLC测定野西瓜中盐酸水苏碱的含量,得到盐酸水苏碱线性回归方程为Y=100.58X-9.3751(r=0.9999),说明其在1.5-30μg范围内呈良好线性关系,测得野西瓜中盐酸水苏碱的含量为8.2257 mg·g-’。同时以雷氏铵盐剩余比色法测定野西瓜中总生物碱(以盐酸水苏碱计)的含量,得到盐酸水苏碱线性回归方程分别为Y=0.621 7X+0.0108(r=0.9986),说明在其0.060-0.301 mg·mL-1范围内线性关系良好,测得野西瓜总生物碱含量(以盐酸水苏碱计)为104.7749 mg·g-1。通过方法学考察证实两个含量测定方法准确可靠。结论：HPLC法测得盐酸水苏碱的含量为8.2257 mg·g-1,雷氏铵盐剩余比色法(以盐酸水苏碱计)测定野西瓜中总生物碱的含量为104.7749 mg·g-1。1.2野西瓜生物碱不同极性部位抗肿瘤活性的研究目的：寻找野西瓜抗肿瘤的活性部位。方法：采用渗漉法对野西瓜果实进行初提取,然后将渗漉液通过阳离子交换树脂,待树脂床饱和后,对树脂进行碱化,干燥,再进一步对树脂床进行溶剂分级萃取。萃取顺序为氯仿、正丁醇、70%乙醇萃取,得到三个部位氯仿层、正丁醇层和70%乙醇层。采用MTT法对三个部位进行活性筛选。结果：野西瓜生物碱的70%乙醇极性部位有明显的抗肿瘤作用,IC50为33.437μg·mL-1,为野西瓜生物碱抑制SGC-7901细胞的活性部位。野西瓜生物碱的氯仿萃取部位、正丁醇萃取部位对SGC-7901细胞也具有一定的抑制作用,但作用不如70%乙醇极性部位部位明显。因此野西瓜生物碱的70%乙醇极性部位初步确定为野西瓜生物碱抑制SGC-7901细胞的抗肿瘤活性部位。结论：人胃癌SGC-7901细胞是野西瓜总生物碱的敏感细胞株,野西瓜生物碱70%乙醇层是其抗肿瘤的活性部位。1.3野西瓜生物碱活性部位不同组分抗肿瘤活性的研究目的：对野西瓜生物碱抗肿瘤活性部位——70%乙醇极性部位进行进一步分离,继续采用MTT方法进行活性组分的追踪。方法：柱层析和MTT法。结果：采用硅胶柱对野西瓜生物碱抗肿瘤活性部位——70%乙醇部位进行进一步的分离,用氯仿-甲醇梯度洗脱,TCL跟踪合并,得到A1～A12共12个组分,经改良碘化铋钾显色实验证实A1-A5、A11和A12组分中不含有生物碱成分,而A6～A10组分含有生物碱成分。经MTT实验筛选A6～A10组分的抗肿瘤活性。结果显示,A6～A10组分对SGC-7901细胞增殖均具有一定的抑制作用,其中A10组分的抑制作用最强,IC50为31.529μg·mL-1。称之为野西瓜极性生物碱A10组分。结论：A10组分是野西瓜生物碱抗肿瘤活性组分,称之为野西瓜极性生物碱A10组分。目的：测定野西瓜极性生物碱A10组分的含量。方法：HPLC法和UV法。结果：应用HPLC测定野西瓜极性生物碱A10组分中盐酸水苏碱含量,得到盐酸水苏碱线性回归方程为Y=1004.2X-5.3806(r=0.9999),结果表明：盐酸水苏碱在3-30μg范围内呈良好线性关系。测得野西瓜极性生物碱A10组分中盐酸水苏碱含量为367.7296 mg·g-1,方法学考察证明该含量测定方法准确可靠。采用本部分实验一所述UV法测得野西瓜极性生物碱A10组分中生物碱含量(以盐酸水苏碱计)为784.2096 mg·g-1。结论：HPLC法测得野西瓜极性生物碱A10组分中盐酸水苏碱含量为367.7296 mg·g-1。UV法测得野西瓜极性生物碱A10组分中生物碱含量(以盐酸水苏碱计)为784.2096 mg·g-1。2野西瓜极性生物碱A10组分对SGC-7901细胞的生长抑制和诱导凋亡作用2.1野西瓜极性生物碱A10组分对SGC-7901细胞生长的抑制作用目的：对野西瓜极性生物碱A10组分对SGC-7901细胞生长的抑制作用进行研究。方法:MTT法、SRB法和肿瘤细胞克隆原形成法。结果：MTT实验得出野西瓜极性生物碱A10组分对SGC-7901细胞IC50为31.529μg·mL-1。从SRB实验结果可以看出,低浓度的野西瓜极性生物碱A10组分通过抑制细胞生长而起到抗肿瘤作用,而高浓度时则主要通过杀死肿瘤细胞起到抗肿瘤作用,经计算GI50为31.785μg·mL-1,LC50为37.210μg·mL-1,TGI为45.864 gg·mL-1。肿瘤细胞克隆原实验结果显示,野西瓜极性生物碱A10组分可以剂量依赖性抑制SGC-7901细胞集落的形成,其IC50为37.47μg·mL-1。结论：三个实验结果基本一致,更加客观的说明野西瓜极性生物碱A10组分对SGC-7901细胞具有生长抑制作用。根据以上结果,选择野西瓜极性生物碱A10组分为后续药理实验的受试药,且低、中、高剂量分别为15、30、60μg·mL-1。2.2野西瓜极性生物碱A10组分对SGC-7901细胞凋亡的影响目的：观察野西瓜极性生物碱A10组分作用后SGC-7901细胞形态学的改变和细胞凋亡率的测定。方法：荧光显微镜观察法、透射电镜观察法、激光共聚焦显微镜、PI单染法和Annexin V-FITC/PI双染经流式细胞仪进行检测。结果：荧光显微镜下、透射电镜和激光共聚焦显微镜下均可观察到典型的细胞凋亡形态,SGC-7901细胞随着给药剂量的增大,凋亡细胞特征性形态越明显。SGC-7901细胞经不同浓度的野西瓜极性生物碱A10组分作用48 h后,流式细胞仪直方图上出现亚二倍体峰,表明肿瘤细胞发生晚期凋亡。不同质量浓度的野西瓜极性生物碱A10组分作用24 h后,与空白对照组比较,各给药组SGC-7901细胞均发生不同程度的早期凋亡,且出现凋亡的比例逐渐增加。结论：野西瓜极性生物碱A10组分可以诱导SGC-7901细胞发生凋亡。3野西瓜极性生物碱A10组分诱导SGC-7901凋亡线粒体通路的研究3.1野西瓜极性生物碱A10组分对SGC-7901细胞凋亡线粒体通路关键事件的影响目的：研究野西瓜极性生物碱A10组分对SGC-7901细胞凋亡线粒体通路关键事件的影响,判断是否启动了线粒体凋亡通路。方法：Reagent A染色、罗丹明123染色、Western Blot法和酶标仪法。结果：在经过野西瓜极性生物碱A10组分作用后,SGC-7901细胞膜孔道不同程度的开放,膜电位发生了明显下降,并导致Cyt-c由线粒体释放至细胞浆,活化Caspase-9并启动Caspase级联反应,激活下游的Caspase-3从而诱导肿瘤细胞发生凋亡。结论：野西瓜极性生物碱A10组分诱导肿瘤细胞凋亡是由于启动了线粒体凋亡途径。3.2野西瓜极性生物碱A10组分对SGC-7901细胞凋亡线粒体通路调控因子的影响目的：探讨ROS和钙超载是否参与了野西瓜极性生物碱A10组分诱导的细胞凋亡过程。阐明Bcl-2和Bax基因对野西瓜极性生物碱A10组分所诱导细胞凋亡线粒体通路的调控作用。方法：DCFH-DA染色、Fluo-3/AM探针染色、Western Blot法、流式细胞术和RT-PCR法。结果：SGC-7901细胞内活性氧水平随着野西瓜极性生物碱A10组分质量浓度的升高而升高,细胞内钙离子浓度也相应的增大。给药组Bcl-2蛋白表达水平与对照组相比有所下降,而Bax蛋白表达量随之增加。野西瓜极性生物碱A10组分能够降低Bcl-2基因的mRNA表达,上调Bax基因的mRNA表达,并且具有一定的剂量依赖性。结论：经野西瓜极性生物碱A10组分作用后,活性氧的聚集和钙超载激活了细胞凋亡线粒体机制。野西瓜极性生物碱A10组分通过调节基因的转录水平下调抗凋亡蛋白Bcl-2的表达,上调促凋亡蛋白Bax的表达来调控线粒体凋亡通本论文通过HPLC法测得野西瓜中盐酸水苏碱含量为8.2257 mg·g-1,雷氏铵盐剩余比色法(以盐酸水苏碱计)测定野西瓜中总生物碱含量为104.7749mg·g-1。MTT法筛选出人胃癌SGC-7901细胞是野西瓜生物碱的敏感细胞株,野西瓜生物碱70%乙醇层是其抗肿瘤的活性部位,A10组分为野西瓜生物碱抗肿瘤活性组分,称之为野西瓜极性生物碱A10组分。并经HPLC法测得野西瓜极性生物碱A10组分中盐酸水苏碱含量为367.7296 mg·g-1。UV法测得野西瓜极性生物碱A10组分中生物碱含量(以盐酸水苏碱计)为784.2096 mg·g-1。实验发现,野西瓜极性生物碱A10组分对SGC-7901细胞生长增殖具有抑制作用,并通过诱导细胞凋亡的方式发挥其抗肿瘤作用。野西瓜极性生物碱A10组分迫使MPTP孔开放,促使线粒体膜电位的崩溃,并促进Cyt-c的释放,触动Caspase-9,启动Caspase级联反应,并最终激活了凋亡执行分子Caspase-3而诱导SGC-7901细胞凋亡。野西瓜极性生物碱A10组分通过钙稳态失衡,ROS积聚来调控SGC-7901细胞线粒体凋亡。野西瓜极性生物碱A10组分通过调节基因的转录水平下调Bcl-2蛋白表达,上调胞浆内Bax蛋白的表达,降低Bcl-2/Bax比例,进而调控凋亡的线粒体通路。本研究的创新点1.采用活性跟踪的方法进行野西瓜生物碱抗肿瘤活性组分的筛选2.从定性和定量两个方面揭示野西瓜极性生物碱A10组分诱导SGC-7901细胞凋亡。3.首次发现野西瓜极性生物碱A10组分通过启动线粒体通路诱导SGC-7901细胞凋亡。