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[目的]探讨化合物GA5对DNA拓扑异构酶(Topo)的影响及机制,对Topo抑制剂的增敏作用。[方法]本研究以人结直肠癌细胞HCT116为模型:1、单细胞凝胶电泳技术检测GA5对DNA损伤的影响;2、TARDIS检测GA5是否稳定Topo-DNA断裂复合物;3、qRT-PCR和Western blot技术检测GA5作用HCT116细胞对Topo Ⅰ和DNA损伤修复相关因子(Chk1/2、PARP1、Tdp1)表达的影响;4、MTT法检测GA5与Topo Ⅰ抑制剂托泊替康(TPT)、Topo Ⅱ抑制剂依托泊苷(vp-16)联用对HCT116细胞增殖的影响;5、以小鼠移植性肉瘤S180为模型,以抑瘤率为指标(%),评价GA5与TPT、vp-16联用对肿瘤生长的抑制作用;以荷瘤小鼠体重变化、胸腺指数和脾脏指数、肝脏系数和肾脏系数为指标,观察各给药组的毒性;综合评估联合给药后对荷瘤小鼠毒性的影响。6、Western blot技术检测GA5与TPT、vp-16联合作用HCT116细胞对Topo和DNA损伤修复相关因子(Chk1/2、Tdp1)表达的影响。[结果]结果显示:1、GA5在较短时间和低高浓度均出现明显的彗星拖尾,诱导细胞DNA双链断裂损伤;2、GA5在较高浓度时稳定了 Topo Ⅰ-DNA断裂复合物,未检测到Topo Ⅱ α-DNA复合物;3、GA5作用HCT116细胞24、48h下调 Topo Ⅰ、Chk1/2、PARP1 转录,8、24h 下调 Tdp1 基因转录;GA5 作用 HCT116细胞24、48h下调Topo Ⅰ、Chk1、PARP1蛋白表达水平,8、24、48h下调Chk2、Tdp1蛋白表达水平;虽然GA5作用不同的时间对各因子表达的影响不同,但总体下调了这些因子的表达;4、低浓度GA5联用TPT、vp-16与TPT、vp-16单用相比,联用后对HCT116细胞的增殖抑制作用明显强于单用;5、GA5(1.25、2.5mg/kg)对小鼠肿瘤的抑瘤率为 22.76、45.20%,TPT(0.2、0.3mg/kg)的抑瘤率为 30.34、59.02%,GA5(1.25mg/kg)+TPT(0.2mg/kg)的抑瘤率为 59.69%;vp-16(6.67、10mg/kg)的抑瘤率分别为 26.96、55.19%,GA5(1.25mg/kg)+vp-16(6.67mg/kg)的抑瘤率为55.22%。vp-16单用时可降低小鼠体重,其余各组对小鼠体重无明显影响;TPT、vp-16单用和与GA5联用对小鼠脾脏和胸腺均有抑制作用,与抑瘤率相当的TPT、vp-16单用相比,其抑制作用较弱;各给药组对小鼠肾脏和肝脏均无明显抑制作用。6、TPT单用可下调Topo Ⅰ、Chk1/Chk2、Tdp1蛋白的表达,上调Topo Ⅱα蛋白的表达,GA5+TPT联用与TPT单用相比,下调 Topo Ⅰ、Topo Ⅱ α、Chk1/2、Tdp1 蛋白的表达;vp-16 单用可下调 Chk1/2、Tdp1蛋白的表达,上调Topo Ⅱα蛋白的表达,GA5+vp-16联用与vp-16单用相比,下调Topo Ⅰ、Topo Ⅱα、Chk1/2、Tdp1蛋白的表达;各组在不同时间PARP1的表达无明显影响;低浓度GA5可上调Topo Ⅱα蛋白的表达,对其余蛋白表达无明显影响。[结论]化合物GA5稳定Top Ⅰ-DNA断裂复合物,为Topo Ⅰ毒剂,同时抑制TopoⅠ的表达,尚不能确定对Topo Ⅱ的作用机制,GA5还可直接作用DNA导致DNA断裂损伤;还抑制DNA损伤修复相关因子(Chk1/2、PARP1、Tdp1)的表达。化合物GA5与TPT、vp-16联用,在体外可增加HCT116细胞对Topo抑制剂的敏感性,体内可增加小鼠移植性肉瘤S180对化疗药敏感性,且毒性相对降低,呈现出协同作用。由于对各因子复杂的影响,其机制尚不清楚。