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从天然产物尤其是植物中寻找抗肿瘤药物一直是国内外学者共同关注的热点。本论文围绕植物来源的抗肿瘤药物和植物环肽两方面开展研究。论文由四章组成：第一章通过肿瘤细胞毒活性筛选模型的引建及批量筛选，累计筛选化合物8835个，提取物3638个，发现活性化合物459个，活性提取物189个。根据筛选结果选择抗肿瘤活性较好且民间用于肿瘤治疗的茜草科茜草属植物小红参(Rubiayunnanensis(Franch．)Diels)作为进一步研究对象。第二章开展了系统的小红参环肽化学成分、生物活性、抗肿瘤作用机制及初步临床前研究。分离鉴定了18个环肽，其中2个新骨架环肽、7个新环肽，探讨了其四种类型环肽的生物合成途径。开展了18个环肽的11种肿瘤细胞株的体外细胞毒活性筛选，发现此类环肽具有很强的细胞毒活性，其中RA-V的IC50值约为10 nM。首次发现RA-V具有较好的抗Ⅰ型疱疹病毒(HSV-1)活性。对活性最强的RA-Ⅴ及其配糖体RA-Ⅻ开展了抗肿瘤作用机制研究，首次发现它们作用于N-κB信号通路，能够抑制IκBα的磷酸化，进而抑制P65亚基的核转位，影响NO的生成，为该通路一类较强的新型天然抑制剂。还发现RA-Ⅴ能有效抑制人脐静脉内皮细胞(HUVEC)和人微血管内皮细胞(HMEC)的增殖，可能通过抑制Erk信号通路影响周期相关调控蛋白的表达，使细胞周期阻滞在G2/M期，引起细胞凋亡。还可能通过抑制基质金属蛋白酶影响胞外基质降解，进而抑制细胞的迁移和成管作用。第三章开展了小红参其它化学成分和生物活性研究。分离鉴定了68个化合物，其中11个新乔木烷型三萜、4个新醌类。对其中61个化合物开展了3种肿瘤细胞株的细胞毒和2种菌株的抗菌活性筛选，首次发现乔木烷型三萜类化合物具有细胞毒活性，主要乔木烷型三萜rubiarbonol G和蒽醌2-methyl-1，3，6-trihydroxy-9，10-anthraquinone能明显诱导Hela细胞凋亡。第四章对茜草属植物的化学成分和生物活性研究进行了综述。以上研究工作为小红参环肽作为抗肿瘤药物的研发奠定了良好基础，并从多成分、多靶点协同作用的角度为小红参的质量控制和新药研发提供重要参考。
第一章肿瘤细胞毒活性筛选模型的引建及其应用--抗肿瘤药物体外活性筛选可在细胞水平上根据细胞毒活性或在分子水平上根据与肿瘤发生发展相关的分子靶标进行筛选。其中肿瘤细胞毒活性筛选模型是一种常用的高效快速寻找抗肿瘤先导化合物的方法。所在实验室前期已引建十种肿瘤细胞毒活性筛选模型，本章新引建了SGC-7901、B16、P388、Hela、SMMC-7721、HepG2和PC-3七个模型。应用七个模型A549、BEL-7402、SGC-7901、MDA-MB-231、SK-OV-3、U251、B16进行样品的批量筛选，累计筛选化合物8835个，提取物3638个，总计12473个，从中发现活性化合物459个，活性提取物189个。该工作进一步完善了所在实验室的肿瘤细胞毒活性筛选平台，并根据筛选结果选择活性较强的茜草科茜草属植物小红参作为进一步研究对象。
第二章小红参抗肿瘤环肽化学成分、作用机制及初步临床前研究--小红参为云南省的特色药材，民间常用抗肿瘤药物。小红参中茜草科类型环肽成分(RAs)因其新颖结构和显著体内外抗肿瘤活性而倍受关注，文献中仅报道30个该类型环肽。本章开展了小红参系统的环肽化学成分、生物活性、抗肿瘤作用机制及初步临床前研究。分离鉴定了18个环肽化合物，其中2个新骨架环肽(rubiyunnaninsA-B)，6个新茜草科类型环肽(rubiyunnanins C-H)和1个新开环环肽(rubiyunnaninI)，并探讨了其四种类型环肽的生物合成途径。通过生物活性筛选，发现此类环肽具有很强的细胞毒活性，其中RA-Ⅴ对多种肿瘤细胞株的IC50值约为10 nM，并首次发现RA-Ⅴ具有抗HSV-1活性，选择指数(SI)为22．9。对活性最强的RA-Ⅴ及其配糖体RA-Ⅻ开展了抗肿瘤作用机制研究，首次发现此类环肽作用于NF-κB信号通路，为该通路的新型天然抑制剂，其中RA-Ⅴ的活性与合成物PS341(14 nM)相当，强于大多数天然抑制剂。在抗肿瘤新生血管生成方面，RA-Ⅴ能有效抑制HUVEC和HMEC的增殖，可能通过抑制Erk信号通路影响周期相关调控蛋白的表达，使细胞周期阻滞在G2/M期，引起细胞凋亡。还可能通过抑制基质金属蛋白酶影响胞外基质的降解，进而抑制细胞迁移和成管作用。此外，对RA-Ⅴ和RA-Ⅻ开展了初步临床前研究。这些研究工作为小红参环肽作为抗肿瘤新药进一步研发奠定了良好基础。
第三章小红参其它化学成分和生物活性研究--小红参性味甘温，具有活血通经、祛风除湿、镇静镇痛、调养气血等功效，民间主要用于治疗肿瘤、肺结核、月经不调、跌打损伤、风寒湿痹、角膜云翳、外伤出血、贫血等．为了进一步阐明其药理作用的物质基础，从多组分、多靶点协同作用的角度进行小红参的系统研究，本章开展了小红参其它化学成分和生物活性研究。通过各种实验方法和波谱技术分离鉴定了68个化合物，结构类型涉及乔木烷型三萜、蒽醌、萘醌及木脂素等，其中新化合物15个，包括11个乔木烷型三萜(rubiyunnanols A-D、rubiyunnanones A-B、rubiyunnanosides A-E)和4个醌类化合物(rubiyunnanquinonesA-D)。对其中61个化合物开展了3株肿瘤细胞株的细胞毒、抗金黄色葡萄球菌以及抗白色念珠菌的活性筛选。首次发现乔木烷型三萜类化合物具有抗肿瘤活性，主要乔木烷型三萜rubiarbonol G和蒽醌2-methyl-1，3，6-trihydroxy-9，10-anthraquinone能明显诱导Hela细胞凋亡。这些研究工作为小红参的质量控制和新药研发提供了重要参考。
第四章茜草属植物化学成分和生物活性研究进展--通过系统查阅1961-2010年间茜草属植物的文献资料，对11种茜草属植物中报道的217个化学成分的结构、名称、生物活性、植物来源以及参考文献进行了综述。值得一提的是以上研究工作发现了两类先导化合物即茜草科类型环肽RAs和茜草酸苷，后者已研发成为一个升白新药(茜草双酯rubidate)，目前国内有多家药厂生产。因此该属植物具有较高的药用价值，本综述为其化学分类学研究、质量控制以及新药研发提供一些参考。