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本文通过全合成方法合成鹅掌楸碱类化合物(La、Lb),并以它们为活性配体,合成了5个未见文献报道的过渡金属配合物。运用元素分析、红外光谱、质谱以及单晶X-射线衍射分析等方法对这些配合物进行结构表征。在细胞水平上,利用MTT法、流式细胞仪检测法及细胞形态学法对配体、金属盐及配合物的抗肿瘤活性和诱导T-24细胞和HeLa细胞的周期阻滞及凋亡机制进行了初步研究。利用流式细胞术、蛋白质印迹法(Western Blot)等方法探讨了两种代表性配合物(配合物1与配合物2)诱导T-24细胞凋亡的机制,为深入研究此类基于天然活性配体的金属抗肿瘤药物提供重要基础。具体研究内容如下:一、本论文通过全合成方法合成得到了鹅掌楸碱衍生物配体La和Lb,并以其为活性配体,采用溶剂热法合成了 5个未见文献报道的过渡金属配合物:[Cu(Lb)2(NO3)2](1);[Zn(La)2(NO3)2](2);[Co(La)2(NO3)2](3);[Ni(La)2(NO3)2](4);[La:H][FeCl4](5)。运用IR、元素分析、ESI-MS以及单晶X射线衍射等方法对配合物的结构进行了表征。研究表明5个配合物均为单核结构,其中配合物1为六配位的八面体几何构型,两个配体分别通过9-氨基鹅掌楸碱(Lb)上的N原子和羰基O原子与中心金属铜离子螯合配位,两个硝酸根离子分别通过两个O原子与金属铜离子螯合配位;而配合物2-4则是其中两个La配体分别通过6-N原子与7-羰基O原子与金属离子(Co2+、Ni2+、Zn2+)双齿螯合配位,另外两个硝酸根(NO3-)分别以两个O原子与金属离子以单齿配位的方式配位,整个配合物形成反向六配位的八面体几何构型;配合物5的结构形式比较特殊,La分子并未与Fe发生配位,反应溶液中的H+将La杂环N原子质子化后,形成了[La:H]+阳离子,并与[FeCl4]-阴离子生成一个新型的离子型化合物。二、通过MTT法初步检测了配体及其五种过渡金属配合物对7种肿瘤细胞株(NCI-H460、MGC80-3、T-24、Hep-G2、HeLa229、SK-OV-3、A549)及人正常肝细胞株HL-7702的增殖抑制作用,并选取4种对配合物较为敏感的肿瘤株测定其IC50值,结果显示配合物1、2对T-24人膀胱癌细胞和HeLa宫颈癌细胞的活性最为明显,配合物1对两种癌细胞的IC50值达到10μM以下,配合物2则低于20μM。配合物1、2对T24癌细胞具有更强的抗癌活性。三、利用流式细胞术法检测了配合物1和2诱导T-24和HeLa肿瘤细胞的细胞周期阻滞情况,结果表明,配合物1可将细胞增殖阻滞于S期,配合物2将细胞阻滞于G2期。Western blot实验检测配合物1作用于T-24细胞后,S期关键蛋白p21,p53,CyclinE1表达量上升,CyclinA2,CDK2,p-CDK2的表达量下降,说明S期阻滞与p21,p53,CyclinE1,CyclinA2,CDK2,p-CDK2相关。配合物2作用于T-24细胞,G2期关键蛋白Cdc25C,CDK1,CyclinB1的表达量下降,说明G2期阻滞与Cdc25C-CDK1-cyclinB1相关。采用ICP-MS检测出配合物1的金属Cu主要分布于肿瘤细胞中的细胞线粒体组分;配合物2的金属Zn在T-24细胞主要分布于肿瘤细胞中的细胞胞浆和细胞膜组分中,结果表明配合物1和配合物2可能是具有不同的作用机制,从而影响生物体内许多重要过程。四、采用细胞形态学法、流式细胞术检测法及Western Blot等检测法探究了配合物1和2诱导人肝癌细胞T-24的凋亡作用机制。通凋亡实验显示,配合物1和2均能显著引起细胞凋亡。通过细胞形态学方法和流式细胞仪检测法,发现配合物1和2能使T-24肿瘤细胞的细胞形态发生萎缩、变形(Hoechst33342检测);JC-1检测线粒体膜电位,红色荧光强度显著降低,绿色荧光强度显著增强,表明线粒体膜电位降低;通过细胞形态学方法检测到加药后配合物1和2均能导致T24细胞内ROS水平升高;经流式细胞仪检测,细胞内的Ca2+水平也明显升高;经配合物1、2处理过的T-24细胞经流式细胞术检测得到T-24细胞内的caspase-3、caspase-9被激活;通过Western Blot检测发现配合物1、2可以抑制T-24细胞内Bcl-2、Bcl-xl基因表达,促进Bax、Cytochrome c、Bak等蛋白的表达。结果表明,配合物1、2可能是通过使线粒体功能紊乱诱导T-24细胞凋亡。