光活性的Pt(Ⅱ)配合物在光动力治疗中的应用及相关机理探究

来源 :扬州大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:zjubaoli
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顺铂类药物自上市以来在临床上取得了巨大的成功,目前铂类药物迫在眉睫需要解决的关键问题之一是开发低毒、高效、抗耐药性的新型衍生物。本论文设计并合成了具有光活性的Pt(Ⅱ)配合物,并以秀丽隐杆线虫为生物模型,通过施加光照使分子敏化氧气产生活性氧物种ROS,试图能够达到降低铂类药物耐药性的目的,使其成为潜在的高效抗肿瘤药物,这为解决铂类药物缺陷的研究提供了一定的方法。基于此,本文设计并完成了以下三个方面的工作:1、探索了修饰有光敏基团(BODIPY)的单官能化Pt(Ⅱ)配合物(mCBP和dCBP)在暗处和光照条件下对秀丽隐杆线虫的毒性。结果表明,dCBP在光照条件下对N2(野生型,顺铂耐药)和ok938(asna-1缺陷型,顺铂敏感)秀丽隐杆线虫中均表现出了高毒性(秀丽隐杆线虫的寿命、体长和产卵量均降低)。RNA测序实验证实了几个关键的癌症相关通路JNK和Wnt/β-catenin中相关基因如JNK-1、wrm-1、oct-1和gst-4等的在暗处和光照条件下的表达变化,这些表达量的变化可以解释线虫生理指标的变化,并揭示了 Pt(Ⅱ)配合物是如何影响癌症的部分相关通路。在这些基因中,oct-1和gst-4被报道与铂类药物耐药性的产生相关,这些基因在dCBP存在并光照时表达量发生了显著变化,这种变化可在一定程度上表明降低耐药性产生的可能性。2、设计并合成了修饰有BODIPY的双官能化顺式Pt(Ⅱ)配合物(cBBP)和含有吡啶基团的(cBPP)对照物,以及两种反式Pt(Ⅱ)配合物(tBPP和tBBP)。通过核磁共振、红外光谱、紫外光谱和高分辨飞行质谱等分析技术,验证了配合物结构的正确性。对所制备的配合物进行光物理/化学性质表征,包括吸收发射光谱和敏化产生活性氧物种的能力,并进行圆二色光谱的测定,来表征配合物对DNA立体结构的破坏能力。结果发现cBBP和tBBP均有显著的敏化产生活性氧物种ROS的能力,其中cBBP还表现出较高的DNA立体结构的破坏能力。3、评价了上述配合物对秀丽隐杆线虫生理指标的影响,结果显示配合物在暗处或光照条件下的极性毒性顺序为cBBP>顺铂>tBBP>cBPP>tBPP和反铂,相比于黑暗条件,光照条件可明显提高光敏剂BODIPY修饰配合物的生理毒性(对秀丽隐杆线虫的LC50值、体长、产卵数和寿命等生理指标均有显著影响),其中在黑暗和光照条件下,cBBP在秀丽隐杆线虫中均表现出高毒性。DNA拓扑异构酶Ⅰ(TOPO-Ⅰ)已被证明是具有临床意义的多种抗癌药物的作用靶点,且TOPO-Ⅰ是BODIPY类分子的潜在结合底物。因此,为了探究配合物的潜在作用机制,通过酶活性实验验证了所制备配合物与TOPO-Ⅰ的结合情况,结果显示上述配合物中只有cBBP与TOPO-Ⅰ具有良好的结合能力,通过模拟计算进一步验证了酶活性实验结果的正确性。以上研究结果表明,cBBP具有显著的生物毒性的原因可能在于其高效的敏化产生活性氧物种ROS的能力,及与TOPO-Ⅰ具有良好的结合能力。
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