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多形性胶质母细胞瘤（GBM）是一种恶性脑瘤,成年人中发病率极高。全世界每年大约有176,0000例脑瘤患者,其中死亡率高达128,000例。尽管人们努力改进治疗技术,但是患者被确诊后的存活时间平均只有15个月。在人类与癌症斗争的历史长河中,中药植物的利用已经具有悠久的历史,并且由于其具有丰富的化学多样性现在仍然是能够治疗癌症化合物的最引人注目的来源。目前,被人们认可的抗癌药物60%来源于天然植物或海洋生物。据统计,地球上现存的植物种类大概有500,000-700,000种,其中人们知道其作为药用植物的潜在价值的只占10%。因此,从植物中提取新的药物是一个亟待解决的问题。在本研究采用了高通量筛选的方法从300种中药材中筛选有抗脑胶质瘤活性的提取物。筛选出的具有抗脑胶质瘤活性的提取物与作用于小鼠脾细胞进行对比,对小鼠脾细胞没有毒性或毒性很小的提取物应用高效液相色谱（HPLC）和高速逆流色谱（HSCCC）方法进一步纯化活性单体化合物,然后应用质谱（MS）和核磁共振（NMR）进行结构鉴定,得到的单体化合物用于抗脑胶质瘤活性的机理研究。除了筛选中药材提取物外,还筛选了 400个中药小分子单体化合物库,对其中具有抗脑胶质瘤活性的单体化合物做进一步研究。1.第一部分阐述从播娘蒿中提取的黄酮苷类化合物——鹰爪苷A,包括筛选、提取、分离、纯化、结构和抗脑胶质瘤活性鉴定。研究显示,鹰爪苷A能够显著抑制U87胶质母细胞瘤细胞系的增殖,并具有剂量和时间依赖性。流式细胞仪分析结果显示鹰爪苷A处理后可以促进U87细胞系的细胞凋亡、抑制细胞有丝分裂、提高ROS水平、降低线粒体膜电位,并具有时间依赖性。此外,细胞凋亡蛋白酶抑制剂和Ac-DEVD-CHO能够显著抑制鹰爪苷A对细胞凋亡的促进,说明鹰爪苷A促进U87细胞系的细胞凋亡依赖于细胞凋亡蛋白酶。另外,鹰爪苷A对正常小鼠脾细胞和神经胶质细胞低毒性,说明鹰爪苷A对神经胶质瘤U87细胞系的毒性具有针对性。因此,鹰爪苷A是潜在的能够预防和治疗神经胶质瘤的安全药物。2.第二部分阐述从艾蒿中提取的棕矢车菊素的抗脑胶质瘤活性和分子机制。棕矢车菊素能够显著抑制U87细胞系的生长,并具有剂量和时间依赖性。进一步的机理研究表明棕矢车菊素通过将细胞周期阻滞在G2/M期并诱导细胞凋亡而发挥生长抑制效应。此外,我们的研究表明,其诱导细胞凋亡与细胞周期阻滞在G2/M期、p53和Bax的上调、线粒体膜电位下降、细胞色素C释放、caspase 3的活化有关。其中细胞周期阻滞在G2/M期与p53和p21的上调、细胞周期调节蛋白复合物B1/CDK1的下调有关。通过用caspase 3抑制剂和AC-DEVD-CHO预处理实验确定此为线粒体-caspase-3依赖性凋亡通路。本研究是首次证实棕矢车菊素诱导细胞凋亡是通过阻滞细胞周期。3.第三部分阐述从小分子单体化合物库筛选的黄酮类化合物蔓荆子黄素的抗脑胶质瘤机制。研究表明,蔓荆子黄素抑制U87细胞系的生长具有剂量依赖性,IC50为22 micro M。蔓荆子黄素的抑制作用与诱导细胞凋亡和阻滞有丝分裂有关。在蔓荆子黄素诱导细胞凋亡的过程中能够观察到Bax的上调、Bcl-2下调还有caspase-3和PARP裂解。我们还发现,通过抑制微管蛋白聚合蔓荆子黄素阻滞有丝分裂。此外,z-VAD-FMK预处理能够逆转蔓荆子黄素的诱导凋亡作用,但未能减弱其对有丝分裂的阻滞。总的来说,蔓荆子黄素通过诱导细胞凋亡和阻滞有丝分裂抑制U87细胞系的生长。因此,蔓荆子黄素可以作为治疗神经胶质瘤的潜在药物。4.此部分阐述土荆皮乙酸（PLAB）诱导U87细胞凋亡分子机制。研究表明,PLAB抑制U87细胞系的生长具有剂量依赖性,IC50为10 μM。流式细胞仪分析表明,PLAB介导的细胞凋亡伴随将细胞周期阻滞在G2/M期。采用Western blot我们发现,PLAB抑制U87细胞微管蛋白聚合来诱导G2/M期阻滞。泛细胞凋亡蛋白酶抑制剂和Z-VAD-FMK只能部分抑制细胞凋亡,这表明PLAB诱导U87细胞凋亡不完全依赖于细胞凋亡蛋白酶。进一步的机理研究表明,PLAB通过影响以下几个方面来诱导蛋白酶依赖的细胞凋亡:上调p53和促凋亡蛋白Bax的水平、降低抗凋亡蛋白Bcl-2水平、促进线粒体释放细胞色素c、激活caspase-3和PARP的裂解,不依赖于蛋白酶的细胞凋亡通过凋亡诱导因子（AIF）完成。此外,体内毒性研究证明,PLAB在浓度为25 mg/kg时没有诱导小鼠肝脏和肾脏发生显着的结构和生化变化。因此,PLAB可能会成为未来治疗神经胶质瘤潜在的先导化合物。5.此这项研究发现土木香内酯能够有效抑制胶质瘤细胞增长并诱导细胞凋亡,具有剂量和时间依赖性。土木香内酯诱导细胞凋亡与GSH的消耗、活性氧（ROS）的产生、线粒体跨膜电位的降低、磷脂的氧化,p53和Bax上调、Bcl-2的下调、细胞色素c释放、半胱天冬酶（caspase 9和3）激活和聚合酶裂解有关。土木香内酯诱导的细胞凋亡与GSH消耗可以有效地被巯基抗氧化剂NAC抑制或消除,而其他的抗氧化剂（PEG-过氧化氢酶和PEG-SOD）却不能。经过土木香内酯处理后的细胞能抑制NF-kB移向细胞核,但是NF-kB抑制剂和SN50却不能增强土木香内酯诱导的细胞凋亡,这说明土木香内酯诱导的细胞凋亡不依赖于NF-kB。结果说明,肿瘤细胞对土木香内酯的敏感应该是GSH的消耗和活性氧（ROS）的产生的结果。此外,体内毒性研究证明,土木香内酯没有引起小鼠显着的肝中毒和肾中毒。因此,土木香内酯可能会成为未来治疗神经胶质瘤潜在的先导化合物。