背景结肠癌是一种常见的消化道恶性肿瘤,以易恶化转移和致死率高为特征。目前针对结肠癌的治疗是以手术为主,放化疗等为辅的综合治疗方法,目前的治疗方案在一定程度上改善了结肠癌的治疗现状,但是仍存在易复发,毒性大等问题。因此研究开发高效低毒且较少产生肿瘤耐药性的新型抗癌药物是国际抗癌药物研发机构的重中之重。近年来,海洋天然产物由于其在癌症治疗上优良的效果和独特的活性作用得到了人们的广泛关注。海参皂苷echinoside A是海参的一种次生代谢产物,已被证实有很多的生理活性作用:抗肝癌、调节生殖发育、抗菌等。但是echinoside A在结肠癌上的效果尚未进行评估。研究中,我们通过生物信息学分析与体内外实验结合的方式对echinoside A抗结肠癌发生和发展的具体机制进行探索。方法首先利用CCK-8法测定echinoside A对结肠癌HCT116和SW480细胞增殖能力的影响;接着利用Tunel法和流式细胞术测定了echinoside A诱导结肠癌细胞凋亡的能力;然后利用划痕愈合实验和transwell小室实验结合蛋白免疫印迹法测定了echinoside A对结肠癌细胞迁移和侵袭的影响;利用蛋白免疫印迹法检测在不同浓度echinoside A的处理下结肠癌细胞中上皮间充质转化（Epithelial-mesenchymal transition,EMT）相关蛋白的变化情况进而判定echinoside A是否能够影响结肠癌细胞的EMT进程。为了进一步对其中所涉及的分子机制进行探索,我们对0、10、20μM浓度echinoside A处理后的结肠癌细胞系进行了全转录组测序,按照P<0.05和Fold change（FC）>2的筛选条件得到了两组差异基因,对两组差异基因做Venn图取交集得到共表达差异基因,再利用R语言以及STRING等生物信息学方法对共表达差异基因进行功能注释和互作网络构建并进一步评分筛选得到关键基因。随后利用公共数据库对关键基因进行了初步验证评估,为了进一步验证生物信息学得出的结论,我们利用q RT-PCR和western blot对关键基因VEGFA在转录和翻译水平上的表达情况进行验证,并构建实验分组验证echinoside A是否通过VEGFA的级联反应抑制结肠癌的侵袭和迁移过程:对照组,过表达空载体组（Vector组）,过表达VEGFA组,过表达VEGFA+echinoside A组。然后利用划痕愈合实验和transwell实验测定了各组处理条件下结肠癌细胞迁移和侵袭的状况,利用蛋白免疫印迹法检测结肠癌细胞中侵袭相关蛋白,EMT相关蛋白以及VEGFR2和ERK1/2蛋白的表达情况。随后为了验证echinoside A在体内的抗结肠癌效果,我们构建了balb/c荷瘤小鼠模型,利用不同浓度的echinoside A进行灌胃处理,观察小鼠体重和瘤体积的变化情况,一个月后处死,取各器官及肿瘤组织进行免疫组化和hematoxylin-eosin（HE）染色。结果CCK-8法结果显示随着echinoside A浓度的升高,两种结肠癌细胞系的活性都明显被抑制,并呈现出一定的剂量依赖性。但是正常的结肠上皮细胞对echinoside A并不敏感;Tunel和流式细胞术结果表明,随着浓度升高,echinoside A可以促进结肠癌细胞系的凋亡,随后,我们利用western blot证明了echinoside A能够诱导结肠癌细胞发生内源性凋亡,结果显示mitochondiral cyto c和bcl-2蛋白的表达降低而cytosol cyto c和bax蛋白的表达升高。划痕愈合实验和transwell实验结果显示echinoside A可以剂量依赖性地抑制结肠癌细胞的迁移和侵袭能力;另外western blot结果发现随着echinoside A浓度的升高,EMT相关标志蛋白E-cadherin表达明显升高,N-cadherin和Vimentin蛋白的表达降低,提示echinoside A抑制结肠癌细胞的上皮间充质转化进程。全转录测序结果显示与对照组相比,高低浓度ecinoside A处理组分别有700个和2692个差异基因,Venn图显示筛选出共表达差异基因437个,功能注释结果表明,这些共表达差异基因主要富集在凋亡、转移、铁死亡、VEGFA通路等肿瘤相关的过程。利用PPI互作网络最终分析得到六个关键基因:VEGFA（下调）,HSPA5（上调）,YARS（上调）,CCL5（上调）,FASN（下调）,ASNS（上调）。VEGFA的作用程度最为显著,作为后续重点研究对象。结合已有的文献研究,我们的研究结果提示echinoside A可能通过抑制VEGFA调控的级联反应抑制结肠癌的发展过程。随后的实验验证结果显示,与正常对照组相比,VEGFA过表达组细胞的迁移和侵袭能力明显升高,有趣的是,在应用echinoside A处理后这种升高的作用被逆转,western blot结果也显示原本在VEGFA过表达组中E-cadherin蛋白的表达降低,N-cadherin蛋白以及p-VEGFR2和p-ERK1/2蛋白表达的升高在使用echinoside A处理后都发生了反转。在异体移植瘤小鼠中,与对照组相比,高浓度的echinoside A处理后的小鼠组别的肿瘤体积的增长受到了明显抑制,而小鼠的体重与其他两组并无显著差异,HE结果显示,低、高剂量的echinoside A对小鼠并未产生显著的毒性。另外,肿瘤组织的IHC结果显示随着剂量的升高,echinoside A可以降低肿瘤组织中凋亡标志性蛋白和VEGFA,p-VEGFR2和p-ERK1/2的表达,并抑制了肿瘤组织微血管的生成。综上所述,异体移植体内实验表明echinoside A能够抑制VEGFA/VEGFR2/ERK1/2通路削弱小鼠结肠癌的发生发展并且无明显毒性。结论我们通过体内外实验结合生物信息学分析的方式对echinoside A在结肠癌中的作用机制进行探索。研究中,我们在体外初步验证了echinoside A可以剂量依赖性的抑制结肠癌的增殖,迁移和侵袭,并且诱导结肠癌细胞发生内源性凋亡从而展现出良好的抗结肠癌效应。为了对其中所涉及的具体机制进行探索,我们利用全转录组测序结合生物信息学的方法对echinoside A处理后结肠癌细胞中表达差异基因进行层层分析,最终得到了变化最为显著的一个关键基因VEGFA,并通过体内外实验结合的方式对其具体的作用机制进行了验证,最终我们证实了海参皂苷echinoside A通过VEGFA/VEGFR2/ERK1/2级联通路抑制结肠癌的进一步恶性发展过程。天然产物中有效的活性成分要最终成药还有相当长的一段路要走,但是海参皂苷echinoside A所展现出的优良效用可能会为未来结肠癌的治疗提供新的理论支持和视野。