基于抗肿瘤活性的多核配合物设计、合成及作用研究

The antitumor activity of complexes is one of the important research fields in inorganic chemistry. In this project, we use the derivatives of series conjugate and planar (pyridine)-1H-benzimidazole and (pyrazine)-1H-benzimidazole as ligands, to synthesize homo- and hetero- metal multinuclear with cheap transition metals; explore the biological activity of resulting complexes to the tumor cell lines of digestive tract and reproductive system. The mechanism of multinuclear complexes to regulate the apoptosis of tumor cell will be investigated through the experiments of optical, fluorescence microscopy, PI single dye, Annexin V-FITC/double staining PI and Western-blot, and so on. The effect targets of complex will be checked by 2D electrophoresis and mass spectrometry, western blot and Rt-PCR, etc. We also try to explore the mode of interaction between complexes and target compounds by the methods of nuclear magnetic resonance (NMR) and X-Ray technology, and clarify that such interaction is how to regulate the proliferation and apoptosis of tumor cells. These results will offer the theoretical basis and experimental models for the design and optimization of more efficient antitumor multinuclear complexes.

配合物的抗肿瘤活性是无机化学的重要研究领域之一。本项目旨在以系列（吡啶)-1H-苯并咪唑、（吡嗪)-1H-苯并咪唑等平面共轭化合物的衍生物为配体，控制合成出廉价过渡金属的同多核、异多核配合物。筛选所得配合物对消化道、生殖系统肿瘤细胞株的生物学活性，运用光学、荧光显微镜、PI单染、Annexin V-FITC/PI双染法、Western-blot等实验手段研究多核配合物调控肿瘤细胞凋亡的机制。进一步通过2D电泳和质谱技术、western-blot和RT-PCR等确定目标配合物的作用靶点，用核磁共振和X-Ray等技术研究它们与靶点间的作用方式，阐明这种相互作用方式是如何调控肿瘤细胞的增殖与凋亡,为设计和优化更高效的抗肿瘤多核配合物提供理论依据和实验模型。

本项目设计、合成了系列以具有平面共轭结构的苯并咪唑、喹啉-硫脲基氮杂环衍生物为配体，构筑出了具有不同结构特点的配合物。筛选出了多个对消化道、生殖系统肿瘤细胞增殖具有抑制活性的配合物，运用光谱学、电泳、荧光显微镜等手段研究了活性配合物与遗传物质DNA，生物大分子牛血清蛋白BSA的作用，配合物作用所导致的细胞形态学变化。利用流式、荧光显微镜分析了配合物对细胞内活性氧水平的影响。基于PI单染、Annexin V-FITC/PI双染、罗丹明及Fluo-3/AM染色等试验手段，结合流式技术分析了配合物对细胞周期、线粒体膜电位、Ca2+浓度及凋亡的影响。运用ICP-MS等试验手段分析了配合物的细胞摄入水平及分布，使用荧光显微镜评估配合物对细胞核遗传物质DNA的损伤。利用质谱技术，进行定量信息蛋白质的生物信息学分析，明确配合物诱导肿瘤细胞凋亡的信号通路。建立了小鼠腹腔移植动物模型，进行了初步的药效学评价。在本项目的资助下发表SCI期刊论文14篇，项目负责人及项目组成员参加全国性的学术会议10次，培养研究生9人， 其中已经毕业并授予学位的6人。