乳腺癌是威胁女性健康的头号杀手,2011年St.Gallen专家共识首次透过形态学“现象”分析了分子“本质”,即根据其雌激素受体(ER)、孕激素受体(PR)和人表皮生长因子受体2(HER2)分子的表达差异,将乳腺癌分为不同亚型,包括Luminal A型、Luminal B型、HER2阳性型以及三阴性乳腺癌(TNBC),这一突破性进展对于临床精准治疗方案的设计具有重大意义。此外,受肿瘤炎性微环境影响,肿瘤转移复发也成为临床乳腺癌治疗的关键。顺铂,作为一线抗癌药物在临床被广泛使用,具有药效强,抗癌谱广的优点,但由于其选择性和溶解性差引起的毒副作用及固有/获得性耐药问题的存在,严重影响了患者的治疗效果。近年来,随着铂药研究不断深入,Pt(Ⅳ)化合物以其独特的稳定性和结构可塑性在众多研究中脱颖而出。其遵循前药作用模式,呈动力学惰性且较少引起副作用;同时轴向配体的引进增强了药效,改变传统Pt(Ⅱ)药的入胞模式,促进摄取,提高生物利用度,有效克服耐药问题等;入胞后释放出配体与铂药母核,发挥高效协同抗癌功效,改善传统意义的联合给药缺陷。因此,本文选取了一系列对乳腺癌分型和肿瘤炎性微环境特征具有独特药理活性的分子,作为配体引入到Pt(Ⅳ)轴向位置上,旨在开发靶向型精准药物,有效克服乳腺癌临床治疗缺陷,减少化疗造成的毒副作用。目的:针对乳腺癌分型、肿瘤炎性微环境和铂药的临床缺陷,本文设计合成了一系列具有靶向作用的Pt(Ⅳ)前药分子,使其在乳腺癌细胞内发挥高效协同作用,并降低药物的系统毒性。方法:本研究选取具有(或修饰后具有)羧基、氨基活性基团的褪黑素、酮基布洛芬、依托度酸、卡洛芬、舒林酸等衍生物分别与羟基铂进行缩合获得Pt(Ⅳ)前药分子候选物,并通过核磁氢谱、碳谱、高分辨质谱、高效液相色谱等方法对所得化合物进行结构及理化性质表征。采用MTT、ICP-MS、流式细胞术、Western blot、Hoechst染色、免疫荧光、彗星、划痕侵袭等实验对药物的作用机制进行探索;建立荷瘤裸鼠模型,制作H&E染色切片对药物的抑瘤活性及体内毒性进行评估。结果:一、ER阳性乳腺癌在临床最为常见,ER通过与雌激素结合发挥生物学效应。褪黑素作为人体内源性产物与乳腺癌的发生密切相关,且对雌激素相关酶类和受体具有调节作用。基于此,本文首次设计合成4个褪黑素-Pt(Ⅳ)前药分子Melatplatin。其中化合物3对ER阳性MCF-7细胞具有突出的选择性且细胞毒性较顺铂提高近100倍,这与3的受体亲和力增强并有效抑制ER表达的结果相吻合。化合物3在胞内大量蓄积并还原释放出铂药母核与配体MT来发挥药物的协同作用,诱导严重的S期阻滞和DNA损伤,上调γH2AX和P53表达。在体内,化合物3造成肿瘤组织的严重坏死并缓解系统毒性。此外,MT的引入有效激活了机体免疫系统,促进淋巴细胞增殖,实现免疫化疗的可能。二、突破三阴乳腺癌的临床治疗缺陷,本文首次设计合成了酮基布洛芬-Pt(Ⅳ)分子Ketoplatin,其对MDA-MB-231(TNBC)细胞具有非常好的选择性和超强的细胞毒活性。该药物通过在胞内大量蓄积并还原释放出铂药母核和配体ketoprofen,一方面诱导严重的DNA损伤和S期阻滞,促进细胞凋亡;另一方面遏制COX-2表达,下调vimentin和N-cadherin,逆转EMT进程,有效抑制肿瘤细胞转移侵袭。此外,在荷瘤小鼠体内Ketoplatin发挥高效低毒的抗癌功效。三、炎性微环境是保护和维持肿瘤发展和复发转移的基础,环氧合酶-2(COX-2)作为促炎因子与肿瘤炎性微环境密切相关,且在多数肿瘤组织中高表达。基于此,本文对课题组开发的3个非甾体抗炎药-Pt(Ⅳ)分子进行了相关活性机制研究。其中Etoplatin在MCF-7细胞中抑制效果最佳,通过抑制COX-2改善肿瘤微环境的炎性情况,抑制vimentin和MMP-2,上调E-cadherin逆转EMT机制,降低肿瘤细胞的转移侵袭,并在荷瘤小鼠体内发挥高效低毒的抗癌效果。结论:本文针对不同乳腺癌分子分型及炎性微环境设计合成了一系列的Pt(Ⅳ)分子,改变了顺铂原始作用模式,在靶细胞内发挥了出色的细胞毒作用,有效纠正致癌基因表达,诱导严重的DNA损伤、周期阻滞和细胞凋亡,调节肿瘤炎性微环境,抑制癌细胞的侵袭转移,克服肿瘤耐药,激活机体免疫,并于荷瘤小鼠体内发挥高效低毒的抗癌作用。该结果将为后期实现Pt(Ⅳ)前药分子的临床应用提供重要的理论依据。