光-pH-水解调控的多功能席夫碱抗癌钌配合物的制备及其活性中心的释放研究

Utilizing aromatic ruthenium anticancer drugs which have special steric configuration, high activity and unique metabolism as the precursors, this research plans to prepare a series of novel structured, photo-sensitive, pH-responsed and hydrolysable multifunctional Schiff base coordination compounds through ligand substitution approach to mount Schiff compounds to the drug precursors. The inhibitory concentration 50% IC50 of the target Schiff compounds in vitro cancer cells and their hydrolysis mechanism in simulated physiological environment will be investigated respectively by mass spectroscopy, sulphurhodamin B method, NMR and methyl- thiazol-tetrozolium method, etc. Electrochemistry, spectroscopy and simulated docking calculation means will be deployed to explore the sensitivity of the target drugs to light and pH, kinetic characteristics of the hydrolysis and their interaction mode and strength with DNA. By determining the targeted active center of the ruthenium(II) complexes and the internal mechanism of anticancer activity, this study will provide a set of data which are essential for the future design and synthesis of anticancer drugs. Ultimately it is expected to facilitate the applications of those Schiff base complexes in the photodynamic therapy of cancer.

以构型特殊、活性高效、代谢独特的芳烃钌抗癌药物为前驱体配合物，将席夫碱化合物通过配位取代搭载到前驱体药物分子上，协配成一系列结构新颖、光敏感、pH响应、水解转换的多功能目标席夫碱配合物。运用质谱法、磺酰罗丹明B（SRB）染色法、核磁共振法、四氮唑盐（MTT）法等分别测定目标席夫碱配合物对癌细胞抑制的半数抑制浓度IC50，模拟目标席夫碱配合物在生理环境下的水解转换机制，再结合电化学法、光谱法及模拟对接计算等技术分别探究目标药物对光、pH的敏感性能、水解转换特性及其与DNA的相互作用强度和作用方式，明确目标席夫碱配合物活性中心的靶向性和释放条件，进一步探究其产生抗癌活性的内在机制，为靶向性抗癌药物的设计合成和活性中心的调控释放提供一套有应用前景的活性数据，以推动此类目标席夫碱配合物在肿瘤治疗的光动力学疗法中得到前期应用。

芳烃钌(II)配合物是一种形似“三脚钢琴凳”的金属配合物，其过渡金属钌与芳烃之间的配位共价键在酸性、碱性、还原和氧化条件下都很稳定，其它位点的配体则可以被配位能力较强的席夫碱配体所取代，形成含有不同取代基的12种席夫碱芳烃钌(II)目标配合物，并通过NMR，IR，EA，TGA，X-ray等手段进行了确证。运用循环伏安法、紫外光谱、荧光光谱探究了目标席夫碱配合物在模拟生理条件下与ct-DNA的相互作用模式和结合强度，实验结果表明, 配合物与ct-DNA以静电模式结合，结合强度因取代基不同而表现出差异。采用CCK-8(Cell Counting Kit-8)法对席夫碱目标配合物的体外抗癌活性进行了检测，实验结果表明，目标配合物都具有一定的抗癌活性，对大肠癌细胞(HCT116)和乳腺癌细胞(MBA-MD-231)的半数抑制浓度在2-10 μM之间，都可作为感应pH和光照调控的药物运输载体，在肿瘤组织部位将活性中心释放出来，具有一定的靶向治疗效果。此外，我们还从本项目的研究成果中筛选出四种有应用前景的目标抗癌配合物申请了两项发明专利，申请号：201810008267.3、201810008663.6，相关的研究成果将拓宽人们对靶向功能配合物中活性中心控制释放的认识，丰富光控靶向抗癌药物的研究内涵。