开题报告内容：（包括拟研究或解决的问题、采用的研究手段及文献综述，不少于2000字）
研究背景及立题依据
结肠癌是临床上常见的恶性肿瘤,目前其治疗仍以外科手术为首选方法,通过手术切除肿瘤病灶达到根治目的。用于结肠癌的化疗药物很多,但探求高效、低毒、经济的化疗药物仍是许多学者坚持不懈的追求目标。近年来许多学者在中药提取物对结肠癌细胞系体外培养生长的抑制作用、增强机体免疫功能以及对细胞周期、细胞凋亡的影响等方面作了不同程度的探索,为新的植物型化疗药物的发现和研制提供了线索[1]。
蒽醌类化合物在天然药物中存在广泛且有重要的药理功效，如中药黄精、紫草、丹参、大黄、雷公藤等植物中都含有大量蒽醌类化合物，具有抗菌抗肿瘤抗氧化等功效。蒽醌类化合物抗肿瘤的作用机理主要表现在诱导肿瘤细胞凋亡、逆转肿瘤细胞多药抗药性作用、酶抑制剂、影响肿瘤细胞的增殖及细胞周期抑制肿瘤细胞的代谢、对肿瘤细胞的杀伤作用和诱变作用等[2]。
细胞凋亡( apoptosis )，又称程序性细胞死亡( programmed cell death )，是生物体内一种主动性的细胞死亡，在线虫、果蝇、斑马鱼、小鼠、人等动物中都是高度保守的 。哺乳动物在生长 、发育和受到外来刺激时，会利用细胞凋亡清除多余、衰老和受损伤的细胞 ，以保持机体的内环境平衡, 维持正常生理活动。从上世纪70年代细胞凋亡的概念被提出以来的几十年间，凋亡研究一直是生命科学领域中非常受关注的部分[3]。
线粒体是真核细胞内ATP的产生中心,对维持细胞能量代谢和正常功能活动起重要作用 。最近研究发现线粒体内包含一些与细胞凋亡密切相关的物质如细胞色素C ( Cyt-c)、凋亡诱导因子( AIF)、氧自由基( ROS)等[4]。活性氧 (reactive oxygen species ，ROS) 属于自由基，是一大类分子的统称，它们都含有氧原子并且具有极强的氧化能力。生物机体内的 ROS 包括超氧阴离子(superoxide anion)、过氧化氢（hydrogen peroxide） 、羟自由基（hydroxyl radical）、单线态氧（singlet oxygen）[5]。
本课题组主要研究蒽醌类化合物通过活性氧（ROS）诱导结肠癌细胞凋亡的机制。低浓度的ROS 具有有益的生理功能，其通过激活胞浆内的第二信使[6]，参与细胞内的信号转导、细胞应答，以及生物发育分化、损伤修复、代谢、免疫、细胞死亡等过程。自被发现以来，ROS 一直被认为是一类细胞内毒性物质，直到上世纪 70 年代 ROS 被证明能够激活胞浆内的第二信使鸟苷酸环化酶(cGMP)，ROS 在细胞信号转导过程中发挥的作用才受到人们的重视。
ROS作为信号分子，通过氧化还原反应产生氧化还原信号(redoxsignaling)，从而参与细胞信号转导调控。细胞可以通过抗氧化系统调节氧化还原状态，调控氧化还原信号，并最终实现对信号转导的调控。ROS 通过氧化修饰信号转导中的激酶等分子，调控多种信号通路，包括：转录因子 AP-1 和 NF-kB、Src 家族激酶、JNK、MAPK、胰岛素受体激酶和钙信号通路等。H2O2仍然是调控信号转导的最主要的ROS，可以调控基因表达、细胞凋亡等[7]。
ROS对线粒体的影响在线粒体中，ROS的产生与细胞色素C (Cyt-c)的释放是一个相互促进的过程。Cyt-c是呼吸链中传递电子的重要载体。在凋亡初期，Cyt-c从线粒体释放入胞浆，线粒体内的Cyt-c减少，使得线粒体中一些电子不能被及时传递并从呼吸链中逃逸出来，与O2作用产生O2-进一步转变为其它ROS[8]。同时，大量的ROS不仅会损伤缺乏组蛋白保护的线粒体DNA( mtDNA) 引起凋亡，而且会引起脂质体过氧化破坏线粒体膜，使膜的流动性降低、线粒体内外膜蛋白过氧化，蛋白质交联，造成线粒体通透性改变( MPT) 。MPT 又具有自我放大效应，诱导细胞内线粒体跨膜电位( Delta;Psi;m) 耗散，使线粒体释放 Cyt-c。Cyt C 自线粒体释放后与 Apaf21 及 caspase29体释放 Cyt-c。Cyt C 自线粒体释放后与 Apaf21 及caspase29 DISC) ，当 Apaf21 与 Cyt C、dATP、ATP 结合后便可经募集区活化 caspase29 ，再作用于其下游靶标 caspase23 酶原 ，活化的 caspase23 作为效应子作用于不同的靶细胞 ，经蛋白水解作用导致细胞凋亡[9]。
ROS 与 JNK介导的细胞凋亡途径: ROS 对 c-jun 氨基端激酶( JNK) 的激活作用能诱发外在或内在的细胞凋亡信号。JNK 的上游是对氧化还原反应敏感的 MAPKKK，ASK1。氧化还原蛋白( Grx，Trx1) ，热休克蛋白( Hsp90，Hsp72) ，14-3-3能抑制 ASK1 的活性，而 TRAF 蛋白、Daxx、JASP/JIP3、ASK1相关蛋白则能激活 ASK1。ASK1-JNK 信号通路在 TNFR1 介导的细胞凋亡信号转导过程中具有重要作用。TNF-alpha; 产生抗凋亡还是促凋亡作用依赖于被 ROS 激活的 JNK 的浓度和作用时间。JNK 短暂少量的激活能够促使 NF-kappa;B 介导的抗凋亡基因的表达并使细胞存活，而 JNK 持续大量的激活与ASK1 信号途径所介导的细胞凋亡有关。因此理论上讲，如果能够控制 JNK 的激活程度与持续时间，就能使特异性靶细胞存活或死亡，这为肿瘤的治疗提供了新思路[10]。
