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半枝莲是一种广泛应用于临床的清热解毒类中草药,也被广泛用于多种癌症的辅助治疗。研究也证明半枝莲提取物能够有效抑制多种癌细胞的生长和存活,并引起细胞凋亡,而半枝莲对肿瘤相关信号通路的影响则尚未见报道。STAT3信号通路是迄今为止研究的最为透彻的促癌信号通路之一,参与肿瘤发生、发展和恶化的几乎所有关键步骤。大量研究证明抑制STAT3信号通路能够显著抑制癌细胞的生存、增殖和转移等。因而探索半枝莲提取物对STAT3信号通路的抑制效果将有助于深入理解其抗癌分子机制。首先我们利用现代植物化学技术对半枝莲全草进行了醇提和乙酸乙酯萃取,并得到了不同的提取组分。Western Blotting检测发现半枝莲乙酸乙酯萃取物(BE)对STAT3的酪氨酸磷酸化有特异性的抑制作用,而且BE能够选择性抑制STAT3依赖型的人前列腺癌DU145细胞的增殖,而对STAT3组成型活化水平较低的癌细胞和正常来源的细胞具有较低的细胞毒性,这初步证明BE可以通过抑制STAT3信号通路来发挥其抗癌活性。HPLC分析发现BE含有两种已知黄酮类STAT3抑制剂木犀草素和芹菜素,但经检测,二者叠加产生的信号抑制和细胞生长抑制效果均不及BE显著,这说明BE产生的STAT3信号抑制并不是来自单一化学成分的简单叠加。基于以上结果,我们对BE的信号抑制活性和体外抗癌效果进行了细胞水平验证。在STAT3依赖的DU145细胞中,BE能够显著抑制其持续的STAT3组成型活化,以50μg/mL的浓度处理15min即能对P-STAT3产生明显的抑制效果,且具有时间和剂量依赖性；而在STAT3组成型活化水平很低的LNCaP细胞中,用10μg/mL BE预处理LNCaP细胞2h即能显著遏制IL-6对STAT3磷酸化的激活,且呈剂量依赖性；BE还能强烈抑制由IL-6刺激的STAT3核转位；下调STAT3调控的周期相关蛋白(CDK2和cyclin B)和抗凋亡蛋白(Bcl-2、Bcl-XL和Survivin)的表达,从而引起G2/M周期阻滞和Caspase介导的细胞凋亡。在经典的STAT3信号通路中,STAT3的活化往往依赖于其上游JAK激酶的活化。进一步研究证明BE能有效抑制组成型和IL-6激活型JAK2的磷酸化。而且BE对p-JAK2的抑制先于对p-STAT3的抑制,引起明显p-JAK2抑制效果的浓度也低于STAT3磷酸化抑制的浓度,这表示BE可能是通过抑制JAK2的活化来达到其STAT3信号通路阻断效果的。为进一步验证和评估BE对STAT3信号的抑制效果和抗癌功效,我们构建了BALB/c-4T1小鼠乳腺癌模型来检测其体内活性。实验小鼠分为正常组(溶剂灌胃刺激)、肿瘤组(溶剂灌胃刺激)、预防组(接种肿瘤细胞前7天开始灌胃BE,25mg/Kg)和治疗组(接种肿瘤细胞后3天开始灌胃BE,50mg/Kg)。每日灌胃一次并记录体重,肿瘤细胞接种21天后处死小鼠,制备血清和摘取瘤块进行后续病理分析。结果证明,无论是预防性给药还是治疗性给药,BE都能够显著抑制4T1肿瘤的生长,抑瘤率分别达到了45.1%和31.6%,且预防给药能够起到更好的抑制效果。给药组小鼠血清中乳腺癌标志物CA153的含量明显低与肿瘤组；免疫组化和肿瘤组织蛋白Western Blotting分析显示BE可以显著抑制肿瘤组织中KI-67和Survivin的表达,并且促进Caspase-3的裂解活化。冰冻切片免疫荧光染色、免疫组化和肿瘤组织蛋白Western Blotting分析共同证明,BE能够显著抑制肿瘤组织中p-STAT3的表达和入核,这更加有力的证明了BE以STAT3信号为靶点的抗癌效果。综上所述,通过体外和体内水平的实验检测,证实BE能够有效抑制JAK2/STAT3信号通路的持续活化,从而抑制STAT3依赖型肿瘤的生长并促进凋亡。这一研究结果为我们进一步研究半枝莲提取物的抗癌作用机理打下了基础,也为中草药现代化研究提供了新的理论依据。而确切的作用靶点探索和后续的有效成分解析则值得进一步深入研究。