背景α-苦瓜素(Alpha-momorchain,α-MMC)是从苦瓜籽中提取分离的一种核糖体失活蛋白,能专一地水解真核细胞核糖体28S r RNA第A4324位上的腺嘌呤碱基与核糖之间的N-C糖苷键,释放出1个腺嘌呤碱基,阻遏延长因子EF-2与核糖体的结合,从而抑制蛋白质的合成。α-苦瓜素具有抗肿瘤、抗病毒、抗真菌、抗生育及免疫调节等作用。研究表明,α-苦瓜素对绒毛膜癌细胞、黑色素瘤细胞、人鼻咽癌细胞、乳腺癌细胞、肝癌细胞、结肠癌细胞等有明显的生长抑制作用,但对其抗肿瘤机制、体内抗肿瘤药效学和毒副反应等研究相对偏少且不够深入。虽然α-MMC具有良好的抗肿瘤效果,但它毕竟是一种植物毒素,属于异源蛋白,并有研究证明其在体内使用时具有较高的药物毒性。α-MMC的药物毒性将会影响其临床应用。已报道的关于α-MMC等核糖体失活蛋白的药效学研究多是在体外开展的,体内实验较少,对于其毒副反应对其药物治疗的影响研究不多。这些毒副反应对药物治疗的影响有多大是值得我们探讨的问题。如若α-MMC没有治疗窗,其最低有效剂量即为最小中毒剂量,将不利于该药进入临床使用。目的通过α-MMC的抗人乳腺癌体内外实验掌握其抗肿瘤效果并初步探讨抗肿瘤机制,寻找α-MMC的最低有效剂量及最小中毒剂量(即治疗窗),以便更好的评价该药物的临床应用安全性。方法本研究采用MTT法了解α-MMC对人乳腺癌细胞(MDA-MB-231、MDA-MB-453和MCF-7)体外细胞毒性。利用相差倒置显微镜及荧光显微镜观察经α-MMC处理后的人乳腺癌细胞形态学变化。应用流式细胞术检测α-MMC处理后的人乳腺癌细胞凋亡程度及其对细胞周期的影响。检测α-MMC处理后的人乳腺癌细胞Caspase-3活性情况。构建Balb/c裸小鼠移植瘤模型观察α-MMC体内抗人乳腺癌MDA-MB-231和MCF-7细胞株的效果,并通过设置不同的剂量(0.53mg/kg、0.80 mg/kg、1.20 mg/kg)以获得药物的最低有效剂量,即治疗窗的下线。同时对肿瘤组织进行HE染色和TUNEL染色,观察肿瘤细胞的形态学变化及细胞凋亡情况。对未接种肿瘤的Balb/c小鼠以不同剂量的α-MMC(1.80 mg/kg、1.20 mg/kg、0.80 mg/kg、0.53 mg/kg和0.35 mg/kg)体内连续给药,观察α-MMC对小鼠的毒性,从而获得α-MMC对小鼠的最低中毒剂量,以获得治疗窗的上限。结果(1)α-MMC对体外培养的人乳腺癌细胞(MDA-MB-231、MCF-7及MDA-MB-453)皆有较好的生长抑制作用,呈现剂量依赖性和时间依赖性。α-MMC对其IC50分别为15.07μg/m L,33.66μg/m L,42.94μg/m L。(2)α-MMC可诱导人乳腺癌细胞凋亡,呈现细胞质密度增加,核质浓缩,核膜核仁破碎等凋亡特征。经Hoechst 33258染色荧光显微镜观察到致密浓染的黄绿色细胞核以及核碎裂的凋亡小体(3)流式细胞术检测表明α-MMC诱导人乳腺癌细胞凋亡程度呈剂量依赖性,210μg/m L剂量的α-MMC诱导MDA-MB-231、MCF-7、MDA-MB-453早期凋亡细胞所占比例分别为22.7%、23.2%、16.0%,晚期凋亡/死亡细胞所占比例分别为19.2%、38.0%、9.4%。(4)α-MMC皆能升高三种乳腺癌细胞的Caspase-3活性,并呈现明显的剂量依赖性。MDA-MB-231细胞周期被α-MMC阻滞于G0/G1期,MDA-MB-453、MCF-7细胞周期被阻滞于G2/M期。(5)α-MMC对BALB/c小鼠的最小中毒剂量为1.20 mg/kg。(6)1.20 mg/kg和0.80 mg/kg剂量的α-MMC能明显抑制乳腺癌移植瘤的生长并起到治疗作用,其最小有效剂量为0.80 mg/kg。(7)肿瘤组织的TUNEL染色显示α-MMC促使MDA-MB-231和MCF-7肿瘤组织产生细胞凋亡,凋亡程度呈现剂量依赖性。结论α-MMC在体内外实验中均表现出明显的抗人乳腺癌活性。α-MMC通过抑制肿瘤细胞的生长及诱导肿瘤细胞凋亡发挥抗人乳腺癌作用。α-MMC对小鼠抗人乳腺癌的治疗窗为0.80 mg/kg~1.20mg/kg,显示非常窄的体内用药安全范围。