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食管癌是世界上恶性程度高且极具侵袭性的恶性肿瘤之一,其死亡率高居全球第六位,因为食管癌发病前期症状不明显且早期诊断方法有限,因此大部分患者被确诊时已是中晚期并且食管癌手术后的5年生存率低于20%[1],因此我们急需找到一种新的能够提高患者生活质量的防止食管癌术后复发的方法。天然化合物是目前治疗癌症的热点,尤其是在我国。在中药广泛而深刻的影响下,越来越多的研究者开始研究天然化合物。在本研究拟探讨中我们发现一种来自羡藜科植物骆驼蓬的天然化合物盐酸去氢骆驼蓬碱(harmine hydrochloride,HH),它不仅可以抑制食管鳞状细胞癌(ESCC)细胞的增殖而且也能抑制食管鳞癌细胞的锚定非依赖性生长。蛋白质组学分析表明:盐酸去氢骆驼蓬碱处理过的样品与未作处理的对照组样品相比,PGK1、LDHA、GAPDH等多种蛋白被下调,进一步发现,这些蛋白都被富集在糖酵解通路中,说明盐酸去氢骆驼蓬碱可以抑制糖酵解中大多数酶的生物合成。在患者人源性食管鳞癌移植瘤模型(patient-derived xenograft models,PDX model)中,盐酸去氢骆驼蓬碱治疗组与对照组相比,肿瘤组织的体积和重量明显减小。说明盐酸去氢骆驼蓬碱可以在体内抑制食管鳞状细胞癌肿瘤的生长。在免疫组织化学染色实验中也证实了盐酸去氢骆驼蓬碱能够抑制肿瘤的生长。总之,盐酸去氢骆驼蓬碱是一种很有前途的癌症化学预防的化合物,它不仅可以在体外抑制食管鳞状细胞癌细胞的增殖,也可以在体内抑制食管鳞状细胞癌肿瘤的生长,其机制是盐酸去氢骆驼蓬碱通过下调糖酵解中酶的生物合成来抑制食管鳞状细胞癌发生发展的。实验方法1.细胞毒性实验:利用毒性实验检测盐酸去氢骆驼蓬碱对食管鳞癌细胞系和正常食管细胞的毒性。2.细胞增殖实验:利用增殖实验检验盐酸去氢骆驼蓬碱对食管鳞癌细胞系增殖的抑制作用。3.软琼脂克隆形成实验:利用克隆实验检测盐酸去氢骆驼蓬碱对食管鳞癌细胞系锚定非依赖性生长的抑制作用。4.蛋白质组学:利用蛋白质组学探索盐酸去氢骆驼蓬碱抑制食管鳞癌细胞增殖的机制。5.建立人食管鳞癌PDX模型并用盐酸去氢骆驼蓬碱(20mg/kg和40mg/kg)腹腔注射给药治疗,检测盐酸去氢骆驼蓬碱在体内的抗肿瘤效果。6.免疫组织化学染色:将实验小鼠颈背部的瘤组织取出,用KI67抗体验证盐酸去氢骆驼蓬碱在体内的抗肿瘤作用。结果1.盐酸去氢骆驼蓬碱浓度达到5 μM时具有很好的抑制食管鳞癌细胞增殖作用且在该浓度时正常食管细胞生存率超过90%。2.盐酸去氢骆驼蓬碱抑制食管鳞癌细胞的增殖的能力随着其浓度的增加而明显增加。3.盐酸去氢骆驼蓬碱抑制食管鳞癌细胞的克隆形成能力随着其浓度的增加而明显增加。4.蛋白质组学结合生物信息学分析表明:(1)化合物处理与对照相比,一共鉴定到6606个蛋白存在差异,其中5359个可以定量。(2)通过对大于1.5倍的差异蛋白进行G0功能富集和KEGG通路分析,盐酸去氢骆驼蓬碱可抑制糖酵解的发生。(3)GAPDH、LDHA、PGK1等酶被明显地富集到糖酵解通路中且显著下调。5.食管鳞癌的生长被盐酸去氢骆驼蓬碱抑制:发现经盐酸去氢骆驼蓬碱治疗后,给药组肿瘤体积和重量明显小于对照组。6.用KI67检验后,发现对照组小鼠肿瘤增值率明显大于治疗组。结论盐酸去氢骆驼蓬碱通过抑制糖酵解中GAPDH、LDHA、PGK1等酶的表达,进而抑制食管鳞癌细胞的增殖。