水溶性铁羰基化合物的一氧化碳释放调控和生物相容性研究

Carbon monoxide (CO) is a messenger molecule in the human body and has important physiological functions and a variety of medicinal value, such as protection against ischemia/reperfusion injury and reduction of rejection in organ transplantation. As a class of CO-carriers, CO-releasing molecules (COMRs) have received important applications in exploring of CO medical value. However, it is still a challenge to obtain COMRs that are both water soluble, CO release controllable, and biocompatible. In the present project, COMRs that meet the above three conditions will be developed based on [Fe(CO)3X3]- compounds (X as an anion-assisted ligand) with water-soluble and biocompatible features. The project will be focused on the following aspects: (1) exploring the manipulation of CO release properties of these iron carbonyl compounds by cations and coordination anions, revealing mechanisms and laws in the regulation, and elucidating their CO release mechanisms; (2) evaluating the biocompatibility of COMRs; (3) initially carrying out their protective effect on renal ischemia-reperfusion injury in rats, and finally assessing their clinical application prospects. The implementation of this project will lay down a solid foundation for the study of gaseous drugs and development of iron carbonyl CORMs with own independent intellectual property rights.

一氧化碳(CO)是人体内的信使分子，具有重要的生理功能和诸多药用价值，如对缺血/再灌注损伤的保护作用、减轻器官移植中的排异反应。作为一类CO供体，一氧化碳释放剂(COMRs)在有关CO药用价值研究中发挥着重要应用。但获得同时具有水溶性、一氧化碳释放可控性和生物相容性的一氧化碳释放剂依然是一个挑战。本项目以具有良好的水溶性和生物相容性的[Fe(CO)3X3]-(X为阴离子辅助配体)类铁羰基化合物为基础，研制符合前述三个条件的COMRs。主要研究内容为：(1)探索阳离子和配位阴离子对这类铁羰基化合物的CO释放性能的调控，揭示调控机理和规律，阐明其CO释放机理；(2)对COMRs的生物相容性展开评价；(3)初步开展有关其在大鼠肾缺血再灌注损伤的保护作用，评估其临床应用前景。开展本项目研究将为研究气体药物和研发具有我国自主知识产权的铁羰基类CORMs药物奠定一定的基础。

一氧化碳（CO）是人体内重要的气体信使分子，发挥着系列生理调节作用并具有重要的医药价值。作为CO的供体药物，一氧化碳释放剂（CORMs）为有机体内精准输送CO和药用价值研究提供了便利。本项目基于cis-[Fe(CO)4X2]前驱体构筑了系列铁羰基化合物，并围绕研究目标就化合物的CO释放性能、释放机制、细胞毒性及临床应用前景评价等方面开展研究工作，主要研究内容为：1）基于不同结构特点的配体（碘盐、烷基胺、吡啶、双齿膦配体、硫醇等）合成了多种新型结构的铁羰基化合物，研究了其释放CO性能及释放机制；2）评估了铁羰基化合物的细胞毒性，建立了大鼠肾缺血再灌注模型，并基于该动物模型对选定化合物在降低缺血再灌注损伤的效能进行了评价。通过本项目的研究，丰富了铁羰基化合物的类型和构建方法，阐明了铁羰基化合物结构与其CO释放性能之间的构型关系，揭示了相关释放动力学和释放机理，建立了化合物结构与其细胞毒性之间的联系，为发展具有临床应用前景的CORMs奠定了新基础、提供了新借鉴。. 在本项目经费的资助下，取得了一些成果：发表第一作者/通讯作者论文11篇，其中一区论文2篇、二区论文4篇，累计影响因子72.784；申请发明专利4项（授权2项）；协助指导培养硕士研究生4名；参加学术交流并做报告2次。