背景:肝癌是当今世界上死亡率极高的一种癌症,临床上常用的治疗方法包括手术切除、肝移植、化学疗法和放射疗法等。由于肝脏手术治疗仅仅适用于处于肝细胞肝癌早期的很小一部分患者,因此传统的化疗仍然是肝癌的一个重要治疗策略。在化学疗法中所使用的药物中,顺铂抗癌活性的发现具有重要意义,并且在临床治疗上取得了较为理想的效果,但是目前顺铂的临床疗效因为其自身的耐药现象和毒副作用受到较大的限制。为了克服顺铂类药物所存在的这些缺陷,并且获得更加广谱、毒副作用更小的抗癌药物,这极大的推动了新型金属抗肿瘤药物的设计合成及应用。金属配合物的重要组成部分配体的种类繁多,其中含有氧原子多齿结构的羧酸类配体和含有氮原子多齿结构的含氮杂环类配体因为具有丰富多变的配位模式和较强的配位能力,易于形成结构新颖多样,性能独特的三维拓扑结构,因此是最常用的合成金属有机配合物的配体。应用这两类配体合成的金属配合物的研究以气体吸附性能、发光性能和磁性等居多,在抗肿瘤活性方面的应用研究还不是很充分,特别是对于碱土金属羧酸配合物以及芳香羧酸类与氮杂环类混合配体合成的过渡金属配合物在抗肿瘤活性方面的研究比较少。目的:本文首先简要介绍肝癌现状及其治疗方法,金属配合物结构、合成方法、分类、性能,尤其是抗肿瘤活性,并对抗癌金属配合物的分类和抗癌机理进行了介绍,在此基础上介绍了本论文的立题依据和研究内容。本文使用溶剂热法合成了两种新型金属配合物,第一种金属配合物是以1,3,5联苯三甲酸为配体的三核镁金属配合物,第二种是以1,3,5联苯三甲酸和咪唑为混合配体的三核锌金属配合物。用元素分析和红外光谱等分析手段对配合物的组成和结构进行了表征,并用X-射线单晶衍射分析法测定了两种配合物的晶体结构。继而研究了这两种金属配合物的体内体外抗肿瘤活性。首先在细胞水平上利用MTT法研究这两种金属配合物对肝癌细胞的细胞毒性,用流式细胞术研究了金属配合物对细胞凋亡的影响;然后在小鼠肝癌原位植瘤模型上分析金属配合物的毒性和抗癌活性,并利用蛋白免疫印记技术检测了这些金属配合物对凋亡相关蛋白表达情况的影响。基于以上研究内容,确定具有良好的抗肿瘤活性以及肿瘤细胞特异性的新型金属配合物,为其在肝癌治疗中的应用提供研究基础和理论依据。方法:第一部分Mg（Ⅱ）金属配合物的合成和晶体结构通过溶剂热法合成了一个以1,3,5联苯三甲酸为配体的三核镁（Ⅱ）金属配合物,即{[Mg₃（BTB）（DMA）₄]（DMA）₂}_n,首先对该配合物进行元素分析和红外光谱分析,然后使用X-射线晶体衍射分析并解析这种Mg（Ⅱ）金属配合物的晶体结构。第二部分Zn（Ⅱ）金属配合物的合成和晶体结构通过溶剂热法合成了一个以1,3,5联苯三甲酸和咪唑为混合配体的三核锌（Ⅱ）金属配合物,即{（H₂NMe₂）₂[Zn₃（BTB）₂（OH）（Im）]（DMF）₉（MeOH）₇}_n。在对该配合物进行元素分析和红外光谱分析后,使用X-射线晶体衍射分析并解析这种Zn（Ⅱ）金属配合物的晶体结构。第三部分Mg（Ⅱ）和Zn（Ⅱ）金属配合物的抗肝癌活性分析在前两部分的基础上,考察了已合成的两种新型金属配合物的体内和体外抗肿瘤活性以及体内毒性。首先通过MTT法和细胞凋亡的流式检测研究两种配合物对肝细胞增殖和凋亡的影响;然后建立小鼠肝癌原位植瘤模型,研究两种金属配合物的体内毒性和抗肿瘤活性,并通过蛋白免疫印迹技术检测小鼠肿瘤组织凋亡相关蛋白表达情况来探索两种新型金属配合物的抗肿瘤机制。结果:第一部分Mg（Ⅱ）金属配合物的合成和晶体结构本章研究结果如下:Mg（Ⅱ）金属配合物中含有线性结构的[Mg₃（COO）₆]簇,并通过完全去质子的BTB^3-配体连接形成具有kgd拓扑结构的二维双层结构。第二部分Zn（Ⅱ）金属配合物的合成和晶体结构本章研究结果如下:Zn（Ⅱ）金属配合物是一个基于双核Zn次级结构单元和咪唑配体的微孔三维柱层系统,它具有（3,5）-连接的hms拓扑网络结构。第三部分Mg（Ⅱ）和Zn（Ⅱ）金属配合物的抗肝癌活性分析MTT结果发现,Mg（Ⅱ）和Zn（Ⅱ）以及H₃BTB和Im配体对肝癌细胞和正常肝细胞的毒性很小(IC₅₀>100μM),而两种金属配合物对癌细胞具有较高的毒性,其IC₅₀为20-35μM,与卡铂相当甚至更低（25-40μM）,这表明金属配合物对肝癌细胞有不同程度的毒性。另外,两种金属配合物对肝癌细胞的毒性显著高于正常肝细胞,说明新合成两种金属配合物具有肿瘤细胞特异性。与此相反,卡铂对于这五种细胞系均有较高的细胞毒性,其活性不具有肿瘤选择性。我们选用SMMC-7721肝癌细胞,并通过Annexin V-FITC/PI双染法检测细胞凋亡,结果发现,Mg（Ⅱ）金属配合物和Zn（Ⅱ）金属配合物均有促进SMMC-7721肝癌细胞凋亡的作用,并且其作用效果和卡铂相当。小鼠肝癌原位植瘤模型给药治疗期间,Mg（Ⅱ）金属配合物、Zn（Ⅱ）金属配合物和卡铂组体重先下降,而后Zn（Ⅱ）金属配合物组体重缓慢恢复,Mg（Ⅱ）金属配合物和卡铂组体重仍继续下降,在治疗结束后,这两组小鼠体重显著低于Zn（Ⅱ）金属配合物组（P<0.05）。另外在给药期间,Zn（Ⅱ）金属配合物组小鼠的精神状态及活跃程度Mg（Ⅱ）金属配合物和卡铂组好。治疗结束后,对照组全部死亡,Mg（Ⅱ）金属配合物、Zn（Ⅱ）金属配合物和阳性对照卡铂组的死亡率分别是60%、10%和40%。以上结果表明Zn（Ⅱ）金属配合物的毒性较Mg（Ⅱ）金属配合物和卡铂的低。治疗结束后,Zn（Ⅱ）金属配合物和阳性对照卡铂的瘤重显著低于Mg（Ⅱ）金属配合物（P<0.05）;Zn（Ⅱ）金属配合物组瘤重小于卡铂组,但二者无显著性差异（P>0.05）。这表明Mg（Ⅱ）金属配合物和Zn（Ⅱ）金属配合物在体内均有抗肿瘤活性,且Zn（Ⅱ）金属配合物的抗癌活性高于Mg（Ⅱ）金属配合物,和化疗药物卡铂的抗肿瘤活性相当。随后我们通过蛋白免疫印迹技术检测了小鼠肿瘤组织凋亡相关蛋白表达情况来探索两种新型金属配合物的抗肿瘤机制。和对照组相比,Mg（Ⅱ）金属配合物和Zn（Ⅱ）金属配合物组的抗凋亡蛋白Bcl-2的表达水平下调,而促凋亡蛋白Bax的表达水平上调,蛋白Bax/Bcl-2的比值明显增加。这导致线粒体膜通透性提高,释放抗凋亡蛋白增多。Cyt-c和Caspase-3和Caspase-9表达也上升。因此,Mg（Ⅱ）金属配合物和Zn（Ⅱ）金属配合物的抗肿瘤机制是通过调节Bcl-2家族蛋白的表达促进线粒体释放Cyt-c,进而活化Caspase家族蛋白,诱导肿瘤细胞凋亡。结论综上所述,本研究通过溶剂热法简便高效的合成了两种新型金属配合物,分别具有（3,6）-连接的kgd二维双层网络结构和二重穿插hms-型3,5-连接的微孔三维柱层网络结构。在体外两种金属配合物均具有肝癌细胞毒性。在体内研究发现Zn（Ⅱ）金属配合物的抗肿瘤活性较Mg（Ⅱ）金属配合物强,且毒性更低。进一步研究发现两种金属配合物的抗肿瘤作用和调控肿瘤凋亡相关蛋白有关。