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自噬是细胞维持正常新陈代谢的一种生理过程。自噬可以清除细胞内长期存活的蛋白、不再需要的生物大分子和损伤的细胞器,并使降解产物重新被细胞利用。自噬在细胞的病理过程中同样发挥着重要作用,正常的细胞自噬可以阻止恶性肿瘤的发生,异常的细胞自噬可能促进恶性肿瘤的发生。自噬参与了细胞的多种生理和病理过程,起到调节细胞生存和维持内环境稳定的作用。同时越来越多的研究证明,自噬与肿瘤的关系十分密切,并且其在肿瘤发生发展过程中表现出抑制和促进的双重作用:一方面,激活自噬后可通过自噬性死亡对肿瘤细胞产生杀伤作用;而另一方面,当外界存在各种代谢压力或应激性刺激时,肿瘤细胞又可通过自噬起到维持生存的作用。近年来自噬作为肿瘤治疗的新靶点,已被广泛研究。吡咯喹啉醌(Pyrroloquinolinequinone,PQQ),芳香三环邻醌,是细菌脱氢酶的氧化还原辅因子。在很多动物的膳食来源中发现了 PQQ,尽管PQQ目前不被归类为维生素,但是PQQ已经被认为是哺乳动物中的重要营养素。近年来,PQQ由于其生理重要性和药理作用而备受关注。PQQ在生物体内可发挥多种生物学作用,它能保护神经细胞,促进动物的生长发育和细胞增殖。但PQQ的作用机制一直没有明确的结果,通过探索PQQ以及以其为基础合成的咪唑类化合物对肿瘤细胞自噬的作用,本课题发现了 PQQ及该咪唑类化合物可能通过AMPK/mTOR信号通路起到关键作用。实验内容和结果:1、我们以PQQ为前体合成一系列改构物,根据课题组之前的研究结果,以磷酸化S6和磷酸化AMPKα的表达水平为依据进行改构物筛选,根据实验结果,我们最终选择编号为NO.143的改构物进行接下来的实验。2、通过MTS检测NO.143对PANC-1、HepG2、Hela、LO2细胞增殖的影响,实验结果显示,NO.143能够显著抑制肿瘤细胞生长,并且通过数据分析其有效的半抑制浓度在不同的肿瘤细胞中有一定差异,但均低于10μM。3、自噬泡的数量是检验自噬是否发生及发展的一种重要标志,我们用带有GFP蛋白片段的LC3质粒转染肿瘤细胞,在经过改构物处理后,通过共聚焦显微镜观察带有荧光的自噬泡的数量的多少可以直观地看出细胞发生自噬的强弱。最终实验结果表明,PANC-1细胞在PQQ及NO.143的刺激下,自噬泡的数量有了明显的增多。较之于PQQ处理组,NO.143处理的细胞中自噬泡的数量更多,说明两种化合物均能起到促进肿瘤细胞自噬的作用,且NO.143有更强的功效。4、通过检测自噬相关通路一系列相关蛋白LC3B、ATG13、p62、mTOR、AMPK表达量的变化,推断出了 NO.143可能是通过AMPK/mTOR信号通路来干预肿瘤细胞的自噬过程。5、AMPK可能是NO.143诱导自噬的关键性节点。当AMPK被抑制时,再经改构物处理后,mTOR下游S6及4EBP1的磷酸化水平显著回升,同时mTOR的磷酸化水平相对于未加入抑制剂组也有着显著回升,。6、我们也对AMPK上游激酶进行了研究,LKB1缺失并不能影响NO.143促进肿瘤细胞的自噬。CAMKK被抑制时,磷酸化AMPK水平有所降低但并未完全回复到本底水平。所以我们认为NO.143促进肿瘤细胞自噬中CAMKK起到一定的作用但并不完全依赖.结论:根据一系列实验结果,我们可以初步认为NO.143可以有效地诱导肿瘤细胞发生自噬,抑制肿瘤细胞增殖,具有作为一种治疗肿瘤的化疗药物的潜力。其中,AMPK在NO.143诱导肿瘤细胞自噬中起到关键性作用。