目的:小豆蔻明是中药草豆蔻黄酮的一种查尔酮活性成分,具有抗炎和抗肿瘤活性,但其抗乳腺癌作用及分子机制尚不明确。本课题基于HIF-1α介导的能量代谢探讨小豆蔻明抑制乳腺癌作用及机制,以期为小豆蔻明可能用于临床治疗乳腺癌的研发提供理论支持。方法:CCK-8法检测细胞活力;Ed U染色法检测细胞增殖;JC-1染色法检测细胞线粒体膜电位;激光全息细胞成像及分析系统检测细胞迁移能力;Seahorse XFp细胞能量代谢分析系统检测线粒体有氧磷酸化、糖酵解及ATP生成速率,2-NBDG检测葡萄糖摄取能力;L-Lactate Assay Kit检测胞内胞外乳酸含量;DCFH-DA荧光探针检测细胞内活性氧含量;氯化钴诱导HIF-1α高表达;皮下接种MDA-MB-231细胞构建裸鼠乳腺癌移植瘤模型,HE染色法检测肿瘤组织病理变化;IHC法检测肿瘤组织CD31、LDHA和HIF-1a表达;Western blot检测蛋白表达。结果:1.小豆蔻明能显著抑制三阴性乳腺癌MDA-MB-231细胞的存活率,进一步研究发现,小豆蔻明能显著抑制MDA-MB-231细胞的增殖,促进细胞凋亡,降低该细胞迁移能力;小豆蔻明能明显抑制裸鼠乳腺癌移植瘤的生长,并且显著上调肿瘤组织中促凋亡基因Cleaved caspase 3、Bax的蛋白表达,下调抗凋亡基因Bcl-2的蛋白表达,降低HIF-1α、LDHA、CD31的表达。2.小豆蔻明能降低乳腺癌细胞HIF-1α及能量代谢相关靶基因PDHK1、GLUT1、GLUT3、GLUT4、LDHA、MCT4的蛋白表达,对LDHB、MCT1的表达无明显影响。3.在小豆蔻明未引起乳腺癌细胞显著死亡的时间点前,小豆蔻明作用3 h起,能显著增加乳腺癌细胞线粒体有氧磷酸化水平及相应的ATP生成,但在12h时才能显著降低其糖酵解能力及相应ATP生成;小豆蔻明作用4 h起,能显著增加细胞的ROS含量,作用呈剂量依赖性;小豆蔻明对乳腺癌细胞的细胞活力的抑制作用可被活性氧消除剂(NAC)拮抗,且小豆蔻明能显著降低Nrf2及其抗氧化活性相关靶基因NQO1和HO-1的蛋白表达。4.氯化钴刺激可诱导乳腺癌细胞HIF-1α的高表达;HIF-1α高表达能显著拮抗小豆蔻明对乳腺癌细胞的细胞活力及增殖能力的抑制作用;HIF-1α高表达能显著降低乳腺癌细胞线粒体有氧磷酸化水平,拮抗小豆蔻明对乳腺癌细胞线粒体有氧磷酸化的促进作用,拮抗小豆蔻明对乳腺癌细胞的活性氧累积的促进作用;且HIF-1α高表达可拮抗小豆蔻明对乳腺癌细胞HIF-1α、PDHK1蛋白表达的抑制作用;PDHK1过表达能够拮抗小豆蔻明对乳腺癌细胞活力的抑制作用。5.小豆蔻明作用0.5 h起,在其增加乳腺癌细胞线粒体有氧磷酸化前,即能明显抑制乳腺癌细胞p-m TOR、p-P70S6K、p-e IF4E的蛋白表达,其中p-m TOR蛋白含量的变化最为明显;m TOR激动剂预孵育,能够显著促进乳腺癌细胞p-m TOR、HIF-1α、PDHK1的蛋白表达,拮抗小豆蔻明对乳腺癌细胞p-m TOR、HIF-1α、PDHK1蛋白表达的抑制作用,拮抗小豆蔻明对乳腺癌细胞活力的抑制作用。6.小豆蔻明作用于乳腺癌细胞后期(12 h与24 h)或早期(6 h)均可明显降低葡萄糖摄取,乳酸的生成与转出。7.小豆蔻明能显著抑制乳腺癌移植瘤组织HIF-1α及能量代谢相关靶基因PDHK1、GLUT1、GLUT3、LDHA的蛋白表达,对LDHB、GLUT4、MCT4的蛋白表达无明显影响;小豆蔻明能显著下调肿瘤组织PI3K/AKT/m TOR/P70S6K信号通路相关蛋白的磷酸化水平,但对MAPK信号通路无明显影响。结论:小豆蔻明通过抑制人乳腺癌MDA-MB-231细胞m TOR/p70S6K/e IF4E信号通路的激活,下调HIF-1α的表达和转录调控活性,下调其能量代谢相关靶基因PDHK1、GLUT1、GLUT3、GLUT4、LDHA、MCT4的蛋白表达,从而降低乳腺癌细胞葡萄糖摄取能力,增强线粒体有氧磷酸化,降低糖酵解,抑制乳酸生成和外排,同时降低Nrf2抗氧化系统的活性,共同促进乳腺癌细胞内ROS水平升高,降低线粒体膜电位,促进肿瘤细胞凋亡,抑制乳腺癌细胞增殖,最终发挥乳腺癌抑制作用。