荧光标记单功能抗肿瘤铂配合物的构筑、活性及生物造影研究

Platinum-based drugs play an important role in cancer chemotherapy, but the severe toxic side effects and drug resistance have limited their application. Therefore, numerous novel platinum complexes have been designed and synthesized to develope new antitumor drugs in the past decades. Among them, monofunctional platinum complexes, whose structural features and DNA-binding modes are different to those of cisplatin but still exhibit potent cytotoxicity against tumour cells, are expected to overcome the drawbacks of traditional platinum-based drugs and become the novel antitumor drugs. However, the antitumor mechanism of this kind of compounds are studied less, especially tracking in real time their absorption, distribution, and metabolism in vivo. In the project, a series of new fluorescent-tagged monofunctional platinum complexes will been constructed by covalently tethering the fluorophores with good biological compatibility to the tridentate chelating Pt(II) centers with the help of appropriately rigid or flexible bridging groups. Laser confocal microscope and stereo microscope are used to visualize in situ the cellular platinum(II) uptake, distribution, and transportation, which will provide the basis for clarifying the antitumor mechanism of the kind of platinum complexes. Additionally, the cytotoxicity and the binding ability to DNA and to sulfur-containing biomolecules will be investigated and compared to presume their antitumor mechanism. The relationships between the structures and DNA binding abilities, DNA binding abilites or DNA binding modes and antitumor activities, structures and mechanisms, will be discussed to summarize the structure-activity rules. The work will provide some valuable guidances for designing reasonably novel anticancer platinum-based drugs with higher efficiency and low toxicity.

铂类药物在癌症化疗中占有重要地位，但其严重的毒副作用及耐药性等缺点限制了其应用。为此，人们设计合成了许多新型铂配合物。其中单功能铂配合物，结构和与靶点DNA的作用方式均不同于顺铂，有望克服传统铂类药物的缺点。但目前对这类化合物的作用机理研究还较少，尤其是实时跟踪其活体吸收、分布、代谢等鲜有报道。在本项目中，利用刚性或柔性的桥联基团将三齿配体螯合二价铂的配位基团，与生物兼容性较好的荧光基团相连，构建一系列荧光标记的单功能铂配合物。用激光共聚焦显微镜和体视显微镜实时跟踪其在肿瘤细胞，甚至活体内的转运分布过程，为阐明其抗癌作用机制提供基础。另外通过比较它们的毒活性，以及与DNA和含硫分子的结合能力，推测其抗癌作用机制；探讨配合物结构与DNA结合能力间，以及DNA结合能力及结合方式与抗癌活性间，结构与抗癌作用机制之间的关系，总结构效规律，为今后合理设计高效、低毒的新型铂类抗癌药物提供指导作用。

铂类药物在癌症化疗中占有重要地位，但其严重的毒副作用及耐药性等缺点限制了其应用。单功能铂配合物的结构和与靶点DNA的作用方式不同于顺铂，有望克服传统铂类药物的缺点。但目前对这类化合物的作用机理研究较少，尤其是实时跟踪其活体吸收、分布、代谢等鲜有报道。在本项目中，将硫磺素-T（Thioflavin T, ThT）、苯并噻唑、苯并噁唑、丹磺酰基（DNS-）、7-硝基-苯并噁二唑基（NBD-）等荧光基团与含N和S三齿配体螯合二价铂的配位基团通过刚性或柔性的桥联基团共价偶联成功得到了一系列的单核或者多核单功能铂配合物。其中硫磺素-T与二（2-吡啶甲基）胺螯合二价铂的配位基团共价偶联，得到一荧光性的单功能铂配合物，该配合物表现出一定的细胞毒活性，能跨过细胞膜且能在活细胞内造影，而且能被线粒体和溶酶体部分的吸收。丹磺酰基与二-2（苯并噻唑亚甲基）螯合二价铂的配位基团共价偶联得到另一荧光性单功能铂配合物，该铂配合物表现出较低的细胞毒活性，造影实验显示能缓慢进入细胞，但该铂配合物在细胞内的荧光强度较弱，无法进行进一步研究。还有其他几个荧光性的铂配合物也能进行荧光造影实验，得到一些非常新颖、有意义的结果。这些都说明将单功能铂配合物与荧光基团结合起来构建荧光标记铂配合物用于细胞荧光造影的思路是完全可行的。这为研究单功能铂配合物的抗癌作用机制和过程提供了一条简便、高效的途径，这对于开发新型单功能铂类药物具有十分重要的意义。.在合成的若干个铂配合物中，有些虽然不适合进行细胞内的荧光造影实验，但是研究发现其中有些铂配合物有相当好的细胞毒活性，体外与CT-DNA、GMP、GSH以及与蛋白质HSA的实验表明，桥联基团和荧光基团的选择对抗癌活性有很大的影响。更为详细的构效规律需要进一步的总结和研究。目前已经在国际国内学术期刊上发表研究论文6篇，其中SCI收录5篇。培养2名硕士研究生毕业。