每年世界上有将近16%的死亡人数由是癌症疾病造成,全球的病例人数每年年增长数量超过1000万例。由于癌细胞的复杂特性,特别是对于中晚期癌症病人,目前还没有发现能够很好治愈的方式,因此对于癌症病人本身以及家庭亦或是整个社会,癌症所带来的巨大负担都会对心理及经济上造成很大的压力,值得我们的高度重视。目前,治疗中被普遍使用的抗癌药物由于其药物毒性作用大,并且逐渐产生耐药性的原因使治疗效果陷入了瓶颈,于是寻找新型抗癌药物成为了目前癌症治疗研究的热点之一。药用植物是世界上许多国家及地区治疗癌症的常见选择。西药中使用了许多源自中药的抗癌化合物,因此从天然产物中开发低毒有效的抗癌药物对于癌症治疗具有重要意义。并且课题组前期研究中从民间中药银粉背蕨中分离得到的活性成分粉背蕨酸并进行了活性评价,发现该化合物具有一定肿瘤抑制活性,于是对其进行结构修饰,引入了具有较强细胞毒性的酰胺键,得到了34种粉背蕨酸酰胺类衍生物均有不错的抗癌活性。在此基础上,本课根据18种粉背蕨酸芳香胺类衍生物对不同细胞活力的影响,并对其治疗指数进行计算及分析;选择治疗指数最佳的化合物进行进一步的探究,从细胞增殖及群落聚集能力、迁移能力的变化、细胞膜结构、线粒体膜电位以及细胞内活性氧累积这些表征来探究该化合物的作用效果,并进行分子层面及蛋白层面分析该化合物对于凋亡相关通路具体的表达情况,探索该化合物抗癌活性的作用机制。具体的研究内容如下:首先,通过治疗指数的分析发现综合治疗指数最佳的化合物为粉背蕨酸的邻甲氧基苯胺衍生物(ZFB-12),其对人乳腺癌细胞MCF-7和人非小细胞肺癌细胞A549以及人宫颈癌细胞He La都有着不错的治疗价值。利用MTT法进一步检测化合物ZFB-12对人肺癌细胞A549,人乳腺癌细胞MCF-7以及人宫颈癌细胞Hela在不同浓度下的抑制率。然后,通过使用平板克隆实验来测定ZFB-12对A549、He La和MCF-7三种癌细胞的增殖及群落聚集能力的抑制效果,我们发现MCF-7细胞对于化合物的处理最为敏感。通过划痕试验可得,化合物ZFB-12可以显著抑制人乳腺癌细胞MCF-7的迁移能力通过观察荧光染料Hoechst 33342和碘化丙啶(PI)的染色情况可知化合物ZFB-12能显著破坏人乳腺癌细胞MCF-7的细胞核结构与膜结构的完整性,通过荧光探针DCFH-DA与线粒体膜电位检测可知化合物能导致细胞内活性氧的累积,活性氧浓度显著上升并使线粒体膜电位降低。为更进一步探究化合物ZFB-12的作用机制,选用Caspase广谱抑制剂Z-VAD-FMK以及TNF-α(RIP1激酶)抑制剂Nec-1对细胞程序性凋亡及坏死的信号通路进行阻断后用CCK-8法检测化合物ZFB-12对MCF-7细胞活性抑制的变化,此外通过对细胞程序性凋亡相关的关键蛋白表达量的分析可得粉背蕨酸芳香胺类衍生物ZFB-12并不会通过线粒体膜上的Bcl-2蛋白家族中的促凋亡蛋白Bax来激活线粒体途径的细胞程序性凋亡,也不能通过外源途径引起Caspase-8的升高而引发细胞的程序性凋亡和坏死。通过真核有参转录组测序以及Western blot实验我们发现化合物ZFB-12通过铁离子释放引起的活性氧累积导致的线粒体损伤途径诱导细胞的结构破坏而死亡以及抑制IL-17/MAPK信号通路使人乳腺癌细胞MCF-7的增殖减缓甚至抑制细胞增殖。同时本课题也探究了化合物ZFB-12对人宫颈癌细胞He La的作用情况,我们发现化合物ZFB-12对人宫颈癌细胞He La也有及其相似的实验结果。综上所述,化合物ZFB-12能对癌细胞的增殖聚落和迁移能力有较好的抑制作用,其机制是通过使MCF-7细胞内铁离子含量上升引发活性氧累积导致线粒体受损。亦可使He La细胞内的活性氧累积及线粒体受损。因此该类化合物具有进一步开发为新型抗癌药物的潜质。