目的:结肠癌（colon cancer）是全世界最为显著的健康杀手之一,它具有发病率高、易复发、预后差、死亡率高的特点。探索新的药物或治疗策略来有效抑制结肠癌的进展显得尤为重要。鸦胆子是我国一种传统植物,在各种癌症中具有较强的抗癌活性。鸦胆子油乳注射液（Brucea javanica oil emulsion injection/BJOEI）是从鸦胆子中提取出来的中成药,在临床上已被广泛用于治疗消化道肿瘤及肺癌。但是,目前鸦胆子治疗结肠癌鲜有报道。因此本研究首先借助文献计量学对涉及到鸦胆子的文献进行剖析,探究研究者对鸦胆子的关注热点,对课题的选择起到指导作用。同时对鸦胆子进行网络药理学分析,剖析鸦胆子的天然产物单体成分。接下来,我们通过一系列基础实验探究鸦胆子的天然产物单体对结肠癌细胞的影响,这为鸦胆子的药理学价值提供了强有力的理论依据。研究方法:第一部分:涉及鸦胆子的文献计量学分析。1.1文献的检索:中文文献:在CNKI数据库中,以鸦胆子为主题词,检索在2001年1月1日至2021年12月31日之间发表的中文文献。基于CNKI数据库的在线分析,揭示了中文文献关于鸦胆子的研究现状。英文文献:收录了1993年1月1日至2021年12月31日,以“Brucea javanica”“Brucea javanica oil”和“Java brucea”为检索策略,Web of Science Core Collection（Wo SCC）数据库核心合集中收录的有关鸦胆子的相关文献,并对文献进行筛选与质量控制。1.2文本计量学分析:利用Cite Space V软件及VOSviewer软件对纳入文章的引用量、发表年份、发表杂志、作者、研究机构、国家、研究主题和研究类型等方面进行可视化分析。1.3网络药理学分析:我们在中药药理学数据库及分析平台（TCMSP,http://tcmspw.com/tcmsp.php）中挖掘了鸦胆子的天然产物单体成分及对应靶点。利用蛋白相互作用分析平台STRING在线数据库（https://www.string-db.org/）分析了蛋白-蛋白之间的相互作用关系。用R软件（3.6.3）和Bioconductor生物信息软件包,获得基因本体论GO功能的富集分析及京都基因和基因组百科全书KEGG通路的富集分析。第二部分:探讨鸦胆子的天然产物单体（木犀草素、β-谷甾醇）影响结肠癌的生物学行为及其分子机制。2.1通过MTT和集落形成实验,检测鸦胆子的天然产物单体（木犀草素、β-谷甾醇）对结肠癌细胞的生长抑制作用。2.2通过流式细胞术检测木犀草素、β-谷甾醇对结肠癌细胞凋亡和周期分布的干预。2.3通过transwell实验验证木犀草素、β-谷甾醇对结肠癌细胞系的侵袭能力的影响。2.4利用分子对接验证木犀草素、β-谷甾醇与GPSM2相互作用,利用生物信息学预测木犀草素、β-谷甾醇调控的信号通路。2.5随后利用western blot、GPSM2过表达、si RNA转染、实时定量PCR以及动物实验,阐明鸦胆子及其天然产物单体在结肠癌中的分子作用机制。第三部分:研究GPSM2在临床患者的结肠癌组织中的表达及临床意义。3.1从UCSC Xena（https://xena.ucsc.edu/,来源于TCGA数据库）下载33种癌症相关的GPSM2 m RNA序列数据;3.2分别比较肿瘤组织、正常组织及肿瘤细胞系中GPSM2的表达水平;3.3免疫组化实验检测临床收集的158例结肠癌患者病理组织中GPSM2的表达水平,并分析其与患者临床特征之间的关系。结果:第一部分:中药鸦胆子相关文献的文本计量学及网络药理学分析1.1 2001年至2021年,共检索到1884篇鸦胆子的中文文献。其发表量在2016年达高峰。邢台市第三医院的杨利辉发表12篇,陕西中医药大学附属医院的贺丰杰发表11篇,空军军医大学第二附属医院的王禾、佛山市中医院的田华琴和广西农业科学院植物保护研究所的曾涛分别发表10篇。这些文章与肿瘤学的关系最密切。发文量较多的是广州中医药大学、北京中医药大学及对应的期刊。通过对以上文献中涉及的主题词进行矩阵分析,我们发现:鸦胆子调控细胞的凋亡、细胞周期的分布和细胞的增殖,目前在非小细胞肺癌中的研究最为充分。用Cite Space软件对鸦胆子近五年的414篇中文文献关键词进行聚类分析,提示我们鸦胆子在肿瘤领域中还涉及到胃癌、结直肠癌、肝癌、肺癌、食管癌等的治疗。在药效学分析中可以看出鸦胆子在细胞的增殖、凋亡、迁移、免疫等方面发挥作用。1.2 1993年至2021年,共检索到英文文献231篇。自2013年,发文数量逐年递增,2021年达到历史新高,24篇/年。全球共有1024位作者参与了中药鸦胆子领域的研究。这些作者主要分布于313个研究机构,按照发文量进行排序,发文量前五位的机构是中国香港中文大学、中国广州中医药大学、美国伊利诺大学、中国沈阳药科大学和日本北海道大学。中国以发文量136篇排列在第一名。通过对这些文献关键词的分析,我们发现在早些年（1993年至2007年）,研究者主要剖析鸦胆子的天然产物单体成分,包括木犀草素、鸦胆子苦素、鸦胆子苦醇等;从2007年开始,研究者开始深入关注鸦胆子的抗癌作用,以实际应用为主,包括凋亡、线粒体信号通路、细胞毒性、癌症等。这些关键词提示我们挖掘鸦胆子天然产物单体的抗肿瘤机制,可能是未来鸦胆子研究的趋势之一。通过对鸦胆子靶标进行GO富集分析,总共识别出55个富集功能。我们注意到鸦胆子主要富集在以下功能:半胱氨酸内肽酶活性参与凋亡过程,G蛋白偶联胺受体活性,G蛋白偶联血清受体活性,G蛋白偶联神经递质受体活性。KEGG通路富集分析,共筛选出101个符合标准的结果,PI3K-AKT信号通路位居首位。第二部分:探讨鸦胆子的天然产物单体（木犀草素、β-谷甾醇）影响结肠癌的生物学行为及其分子机制。基于之前对鸦胆子的网络药理学分析,我们选择鸦胆子的天然产物中溶解性好的单体（木犀草素、β-谷甾醇）用于后续的细胞学实验。2.1.木犀草素、β-谷甾醇抑制结肠癌细胞的生长并且呈时间及浓度依赖性。木犀草素作用于RKO细胞的24h IC50值为:19.32u M,48h的IC50值为:6.1u M;作用于SW480细胞的24h的IC50值为:20.67u M,48h的IC50值为:14.45u M。β-谷甾醇作用于RKO细胞的24h IC50值为93.36u M,48h IC50值为53.08u M;作用于SW480细胞的24h IC50为175.05u M,48h IC50为84.68u M。2.2木犀草素、β谷甾醇诱导结肠癌细胞凋亡和G2/M期阻滞,且具有剂量依赖性。2.3木犀草素、β-谷甾醇可抑制结肠癌细胞的侵袭能力。2.4分子对接验证木犀草素、β-谷甾醇可与GPSM2直接作用,生物信息学分析预测木犀草素、β-谷甾醇可能调控Fox O信号通路。2.5 si GPSM2和过表达GPSM2,我们发现木犀草素、β-谷甾醇通过下调GPSM2参与结肠癌细胞的生物学行为。2.6体内小鼠成瘤实验证实BJOEI可通过下调GPSM2的表达,进一步调控Fox O信号通路,显著降低小鼠体内肿瘤生长,并与5-氟尿嘧啶有协同作用。第三部分:研究GPSM2在临床患者的结肠癌组织中的表达及临床意义。3.1在正常组织中,我们发现GPSM2在23种组织中的表达水平是高度可变的。GPSM2表达较高的三种组织是阴道、乙状结肠和神经-胫骨。表达较低的三种组织是胰腺、肝脏和血液。3.2在肿瘤组织中,GPSM2表达较高的三种癌组织为直肠腺癌、结肠腺癌和脑低级神经胶质瘤。GPSM2表达较低的三种癌组织为葡萄膜黑色素瘤、甲状腺癌和肝细胞癌。扩增为GPSM2主要的改变形式,其次是突变和深度缺失。结直肠癌发生突变的频率最高。3.3在癌组织和癌旁组织差异表达分析中,结肠癌的GPSM2表达明显高于癌旁组织。3.4在肿瘤细胞系中,结直肠癌、髓母细胞瘤以及小细胞肺癌的细胞系表达了较高水平的GPSM2 m RNA。3.5通过免疫组化分析发现:根据我们所收集到的158例结肠癌患者的病理,推测出GPSM2成为结肠癌临床患者的独立预后危险因素。结论:1.本研究借助文献计量学与网络药理学相结合的方式,全面而具体的分析了鸦胆子相关文献,同时发现研究者目前的研究热点是探索鸦胆子及其天然产物单体的作用机制。鸦胆子可通过调控PI3K/AKT、P53、HIF-1、Fox O、TNF等多种信号通路抑制癌细胞的多种生物学行为。通过汇总及分析鸦胆子近20年的相关文献,我们发现有关鸦胆子治疗结肠癌分析机制的研究鲜有报道,这更为我们确定研究方向指明了道路。2.鸦胆子及其天然产物单体（木犀草素、β-谷甾醇）在体外和体内均能有效的抑制结肠癌细胞的生长。其机制是下调GPSM2,介导Fox O信号通路,抑制细胞增殖、诱导细胞周期阻滞和凋亡、抑制细胞侵袭。我们的结果表明,鸦胆子的天然产物单体（木犀草素、β-谷甾醇）可以作为一种潜在的治疗药物来提高结肠癌患者的生存率。3.GPSM2在结肠癌组织中的表达高于癌旁正常组织,是结肠癌患者预后的独立危险因素。