期刊名称:药物开发与输送杂志
文章类型:研究
收到日期:2018年7月03
接受日期:2018年8月24日
发表日期:2018年8月28日
引用:Kinthada PMMS, Gust R(2018) Au(III)- isatinthiosemarbazone complex as Potential cancer Drugs的合成、表征、核酸酶活性研究和抗癌研究。药物开发杂志Vol: 1, Issu: 1(01-06)。
版权:©2018 Kinthada PMMS。这是一篇开放存取的文章,在知识共享署名许可协议的条款下发布,该协议允许在任何媒体上无限制地使用、发布和复制,前提是注明原作者和来源。
摘要
癌症是一种极其致命的疾病。这无疑是我们社会面临的主要健康问题之一,也是药物化学的主要目标之一。尽管铂基配合物一直是化疗药物研究的主要焦点,但为了找到副作用更小、细胞毒性相似或更好的不同金属配合物,该领域的研究兴趣已转向非铂基药物。因此,各种以GOLD为基础的金属配合物作为铂的替代品正在被深入研究。有必要开发这些金配合物,因为它们与铂是等电子的,这些可能有一天成为铂基抗癌药物的替代品。
关键字
靛红,靛红。T.SC, Chemoprevention, Therapy, Human malignancy.
摘要
癌症是一种极其致命的疾病。这无疑是我们社会面临的主要健康问题之一,也是药物化学的主要目标之一。尽管铂基配合物一直是化疗药物研究的主要焦点,但为了找到副作用更小、细胞毒性相似或更好的不同金属配合物,该领域的研究兴趣已转向非铂基药物。因此,各种以GOLD为基础的金属配合物作为铂的替代品正在被深入研究。有必要开发这些金配合物,因为它们与铂是等电子的,这些可能有一天成为铂基抗癌药物的替代品。
关键字
靛红,靛红。T.SC, Chemoprevention, Therapy, Human malignancy.
介绍
近年来,随着铂类抗肿瘤化合物的发现和开发,无机化学疗法得到了极大的发展。一些金(III)配合物显示出与顺铂相似的化学和药理活性,其类似物现在是数百万美元的工业基础,并为成千上万的癌症患者带来利益。铂基抗癌药物会引起正常组织毒性,特别是对肾脏,因此替代金属化合物目前正在临床试验中进行评估。金是最有前途的金属之一,其化合物被认为是癌症治疗的有前途的替代品,并为创新金属药物提供了许多途径。
Isatin分子(1H-吲哚-2,3-二酮)是呈现各种生物活性的通用部分,包括抗癌活性。还据报道了N-烷基化的吲哚表现出抗癌活性。例如,已发现吲哚基酰胺D-24851是各种恶性细胞系中的阻滞细胞周期进展,包括衍生自前列腺,脑,乳腺癌,胰腺和结肠的那些。吲哚衍生血管酮和长春细胞主要用于治疗Hodgkin病,淋巴细胞淋巴瘤,组织细胞淋巴瘤,晚期睾丸癌,晚期乳腺癌。Isatin-3-Thiosyalbazones的衍生物表现出广谱的生物活性。它们对抗Variola,流感病毒和一些这些衍生物表现出抗癌,抗组胺药和抗菌活性。在过去的三十年中,在过去三十年中,在过去三十年中被研究了与Au,Ru,Sn,Pd,Ti和Cu的各种金属络合物衍生物,作为潜在的抗癌剂,已经研究了潜在的抗癌剂。
在本工作中,我们描述了金(III)- isatinthiosmicrbazone配合物的合成和表征。目前,人们正在研究各种金化合物作为抗肿瘤药物的潜力,并将使用系统的筛选策略对其在癌症治疗中的应用进行体外评估。来自光谱和其他研究的结构特征证明Gold (III)化合物是一类有前景的细胞毒性药物,具有突出的兴趣或癌症治疗。
材料和方法
所有用于配体及其金属配合物制备的试剂均为试剂级(Merck)。用于合成配体和金属、配合物的溶剂在使用前经过蒸馏。所有其他化学品均为AR级,未经进一步净化使用。元素分析采用微量分析技术进行。金(III)采用AAS模型Z-6100(日立公司,)估算。氯气用标准程序估计。红外光谱记录在4000-200cm-1范围内,使用PerkinElmer模型1430和337的KBr光盘。电导率测量在DMF (10-3 M)中进行,室温(27±20 c),使用Digisun数字电导率仪(DI-909模型)。以TMS为参考,用NMR分光光度计模型JEOL Ex-90 FT记录DMSO-d6的NMR谱。在液体二次离子质谱(LSIMS)条件下操作的质谱计。 The magnetic susceptibilities were determined at Room temperature, on a Guoy balance using Mercury Tetrathiocyanato Cobalt (II) as a magnetic standard. Molecular weights of the complexes were determined by cryoseopic method using camphor as solvent. Magnetic measurements were carried, out in the polycrystalline state on a PAR model ISS vibrating sample magnetometer operating at field strength of 2-1.0 KG.
配体的合成
以乙酰乙酸为溶剂,在甲醇中缩合等摩尔溶液(0.01M)合成了菘蓝硫代氨基脲和取代菘蓝硫代氨基脲。混合后的溶液在水浴上回流2小时,过滤,滤液浓缩至体积的一半。冷却溶液可得到晶体。结晶从乙醇中分离并重结晶。
金属配合物的合成
AuCl的一个解3.在乙醇中加入配体(10-3摩尔),反应混合物回流3小时。所得的有色沉淀用甲醇洗涤几次,所得沉淀在无水碳酸钙上的干燥器中干燥2.
结果与讨论
在表1中给出了合成的Au(III)-isaTIN硫代氨素硫代卵虫哌嗪复合物的分析数据。
红外光谱
合成的Au (III)-Isatin硫代氨基脲配合物的红外光谱数据如表2所示。
在所有复合物的情况下,光谱揭示了在游离配体中最大在1740cm-1处的粘合被移位到下波数,转变为26-35cm-1。这种转变表明,Isatin残基的羰基氧原子是坐标位点之一。由于在游离配体中具有最大3190cm-1的Isatin中的VNH振动模式引起的频带仍然在很大程度上不受那么在碳酸盐酸盐中的影响,从而在协调方面的不参与该组。通过V 20-30cm-1向下侧的V(c = s)874cm1的这种变化表明硫的参与在协调中。因此,我们可以得出结论,配体充当双齿,通过v(c = s)和v(c = 0)发生的协调。
HNMR谱
通过1H和13C NMR光谱获得补充数据,其被记录为配体及其Au(III)复合物。配体的HNMR光谱可以溶解成三个不同的区域。由于ISATIN和胺芳香环,SPECTRA EXIBIT在6.94-7.68和6.3 - 6.8下午6点,并且由于ISATIN NH残基,1.3ppm下的一个单次单态。显示复杂化合物(从10.3至11.24m)的唯一HNMR信号是与Isatin NH残基的氢相关的那些。由于相邻羰基氧的协调的参与,这种行为与NH质子的反应密度和NH质子屏蔽的降低有关[5,6]。这种行为与> C = 0振动模式非常吻合,常规与相应的游离配体一起出现。
电子自旋共振谱
在液氮温度为22时,在DMF中记录了金配合物的电子自旋共振谱。测定了金配合物在DMF和液氮温度下的电子共振谱。
电子光谱
由于所有金(III)配合物都是抗磁性的,所以它们在电子光谱中没有显示出任何能带。
磁性研究
所有的配合物都是抗磁性的。摩尔电导率研究:摩尔电导率数据表明,配合物是1:1电解质。发现金属配合物的磁矩(表1)是亚正常的,这可能归因于二聚体中存在磁耦合金属中心。
表1:isatin硫代氨基脲配合物的分析数据。
核酸酶活性研究
在pBR 322质粒DNA上,用琼脂糖凝胶电泳研究了H2O.2.在微摩尔浓度下,配体在没有氧化剂和有氧化剂的情况下都没有明显的活性,如图1所示。配体中金属离子的掺入大大增强了核酸酶的活性。如果没有氧化剂,黄金(III)复合物的靛红和取代靛红thiosemicarbazone造成明显的DNA解理强度增加就是明证第三形式11(刻)和形式(线性)强度下降从1(超螺旋),这是由于步进式转换从我形成II和III也有类似的观察在Isatin Thiosemicarbazone的Gold (III)-配合物中也很明显,并完全转化为线性形式。与其他金属配合物相比,与菘蓝硫代氨基脲配合物金(III)的核酸酶活性更高。
图1:Au (III) TSC配合物。
通过在存在/不存在和氧化剂存在下,通过琼脂糖凝胶电泳研究了本发明配体的核酸酶活性及其复合物。通过氧化剂存在,在存在/不存在下,通过掺入配体中的金属离子来极大地增强了核酸酶活性。在没有氧化剂Au(III)的氧化剂和取代的Isatin thiosobazones的络合物,导致可辨别的DNA裂解,如表II(卷积)和形式-II(衬垫)的增加,形式-i(超级盘绕)的强度降低这归因于逐步转换形式-I以形成-II和形式-III。所有复合物在氧化剂存在下显示出大量增强的核酸酶活性,这可能是由于自由基反应(OH *)与DNA。由于H202和金属配合物之间的反应而产生羟基自由基。OH *自由基涉及脱氧氧化物部分的氧化,然后是糖磷酸盐骨架的水解裂解。Isatin Thiosimearbazone络合物的较高活性可能是由于脂利-CH3组的存在。通过薄层L色谱法评价亲脂性性质,用于10-3n N N M HN S H中的配体2N O CH3.H3.C s n n h n h2H3.C CH3.O N M N 2y2 - + x x x x M酒精溶液。固定相为硅胶化学键合(纳米硅NH)2),流动相为水和甲醇的2:3混合物。Rf值[ISATIN THIOSEMICARBAZONES -约46毫米]表明ISATIN THIOSEMICARBAZONES及其配合物更亲脂性。
通过以上讨论,我们提出Au (III) TSC配合物在几何上都是正方形规划者,并提出配合物的结构如下图所示:
这些Au(III)-Isatin硫代氨基脲配合物的抗癌活性已被筛选,相关研究已完成并报道。
抗癌活性研究
抗增殖效果:进行体外细胞毒性测定以了解新型金络合物的抗肿瘤活性。根据已建立的程序对所有复合物以及已建立的抗肿瘤药物顺铂筛选MCF-7和MDA-MB 231乳腺癌细胞[7-9]。72小时孵育后测定的IC 50值如表2所示。
表2:顺铂和细胞生长。
顺铂显著抑制MCF-7 (IC50 = 1.67 μM)和MDA-MB 231 (IC50 = 3.95 μM)细胞的生长。
铅化合物艾率在MCF-7细胞系(IC50 =5.98μm)上明显不如顺铂(IC50 =5.98μm),而对MDA-MB-231细胞(IC50 =1.33μm)相对于3倍。Isatin金络合物的细胞毒性依赖于硫代吡唑基部分的取代基。N-甲基对MCF-7细胞的活性增加(IC50 =1.38μm),但在MDAMB-231细胞系中没有改变活性。有趣的是,N-乙基或N-异丙基链仅降低了MDA-MB-231细胞(IC50 = 2.46和2.31μm)的生长抑制作用。然而,两种化合物仍然比顺铂更有效。通过苄基衍生物实现了最佳结果。Ibrau在纳米摩尔浓度下引起MCF-7和MDA-MB-213细胞的生长抑制(IC50 = 0.79和0.93μm)。通过对甲苯甲基部分(IPTAU)交换苄基残基(Iptau),分别强烈地降低了IC50 = 2.48和4.45μm的细胞毒性效力。它是与N-环己基部分(IC50 = 1.10和1.22μm)的ICYHEAU仅比IBTAU在略微不那么活跃。这些数据清楚地记载了体外抗肿瘤效力和末端N-取代基确定肿瘤选择性。
细胞和细胞核摄取以及DNA相互作用:由于金属络合物在细胞培养实验中的细胞毒性作用受细胞摄取和积累的强烈影响,因此在ITAU和IBTAU的实施例中研究了MCF-7和HT-29细胞中的细胞内药物水平。
在本研究中,我们使用了最近描述的电热原子吸收光谱(ETAAS)方法,该方法是在标准添加法[7]的基础上发展起来的用于金配合物的生物分析。实验采用10 μM的细胞外浓度和4 h的短时间暴露,以避免由于毒性作用而损失细胞生物量。结果对样品中相应的蛋白质含量进行了校正,相应的数值以ng金属/mg蛋白质表示。
如表3所示,ITAu和IBTAu在细胞摄取方面存在差异。与ITAu培养的MCF-7细胞相比,IBTAu培养的MCF-7细胞的金含量增加了3倍(IBTAu, 132.5 ng/mg;伊塔乌联合银行36.00纳克/毫克)。有趣的是,MDA-MB-231 (264.9 ng/mg)中IBTAu的积累量是MCF-7 (132.5 ng/mg)的2倍,而ITAu在两种细胞株中所达到的金含量几乎相同(分别为36.00和42.72 ng/mg)。
表3:ITAu和IBTAu在细胞摄取中。
这意味着,如果考虑单个细胞参数[4],IBTAu在MCF-7细胞中积累等级为7.6,在MDA-MB-231细胞中积累等级为14.6。在相同条件下,ITAu累计仅为2.1倍和2.3倍。值得一提的是,两种化合物在MCF-7细胞中获得的细胞内金属浓度均低于顺铂(209 ng/mg),而在MDA-MB 231细胞中AITAu的含量与顺铂(41.18 ng/mg)相同,IBTAu的含量更是高出6.5倍。
为了了解配合物是否能达到金属配合物的主要靶点,我们用蔗糖梯度分离了经IBTAu、ITAu或顺铂处理的MCF-7和MDA-MB 231细胞的DNA、细胞核,并用ETAAS研究它们的金含量。计算结果为Au/mg核蛋白的ng值(表2)。
顺铂在二核上仅造成的低金属含量在二手细胞上(MCF-7:10.00ng / mg,MDA-MB 231:7.95ng / mg)。在用Ibrau处理的细胞的细胞核中,检测到50-60倍的金属浓度(MCF-7:643.96ng / mg,MDA-MB 231:429.57ng / mg)。用伊腾处理的细胞显示出127.68ng / mg(MCF-7)和136.49ng / mg(MDA-MB 231)的金水平。该发现指向患有含有Isatin配体的金色配合物的DNA。此外,末端氨基中的取代基很可能确定细胞和核吸收。如果与金络合物的作用方式相关的DNA结合仍不清楚,因为核金属含量与生长抑制作用无关。金(I)中心的标记的“软”性质使一方面是与核碱基的氮素供体相当不太可能的选择性和紧张反应。另一方面,最近的研究揭示了与特定蛋白侧链的强相互作用,例如硫醇和硒醇间接地支持该假设[11,12]。但是,要在进一步调查的行动模式下做出最终陈述。
实验部分
细胞毒性:人MCF-7、MDA-MB 231乳腺癌和HT-29结肠癌细胞系从美国型培养收集物中获得。所有细胞系在含有Dulbecco 's modified Eagle 's培养基(DMEM)的L-谷氨酰胺单分子层培养中,含4.5 g/L葡萄糖(PAA Laboratories, Austria),并添加5%胎牛血清(FBS;Biochrom,德国)在潮湿的空气中(5% CO2在37°C)。
实验按照已建立的程序进行,并做了一些修改。1、2、3在96孔板中,每孔取细胞悬液100 μL,培养基为7500 cells/mL (MCF-7和MDA-MB 231)或3000 cells/mL (HT-29),在培养条件下培养3天。加入不同浓度的测试化合物后,细胞被孵育至适当的孵育时间。然后取出培养基,用1%戊二醛溶液固定细胞,置于4℃磷酸盐缓冲盐水(PBS)下保存。通过结晶紫染色测定细胞生物量,然后用乙醇提取结合染料,在590 nm处光度测量。根据以下公式计算各组化合物的平均值,并以% Treated/Controlcorr值表示各组化合物的效果:
(复合添加时的C0对照细胞;C控制单元在测试结束时;T探针/样品在测试结束时)。
IC50值以抑制细胞增殖50%的浓度确定,并以至少2 - 3个独立实验的平均值计算(OriginPro 8)。
蜂窝摄取研究的样品制备。根据先前描述的方法测量细胞摄取,简称:生长细胞直至175cm 2细胞培养烧瓶中的至少70%汇合。用细胞培养基将黄金复合物的储备溶液用细胞培养基稀释至所需的浓度(最终DMF浓度:0.1%V / V,最终金复合物浓度:10.0μm)。将细胞培养烧瓶的细胞培养基用10ml含有化合物的细胞培养基溶液代替,并将烧瓶在37℃/ 5%CO 2下孵育6小时。通过胰蛋白酶化和离心(室温,2000rpm,5分钟)分离细胞粒料,重悬于蒸馏水两次,通过使用超声波裂解并使用两次蒸馏水稀释。通过Bradford方法除去等分试样的蛋白质量化。etaas进行样品的金含量的测定。结果是根据三个独立实验的数据计算的,并且每毫克细胞蛋白作为Ng金。
核吸收研究的样品制备:根据前述方法[1]分离肿瘤细胞的核,其中一些微小的修饰:细胞在175cm 2细胞培养瓶中生长,直至至少70%汇合。除去培养基并用10ml含有10.0μM药物的培养基。在37℃温育24小时后在潮湿的气氛中孵育,除去含有药物的培养基,胰蛋白酶蛋白化,重悬于10ml细胞培养基中,通过离心分离(1500rpm,5分钟)和0.5-1.0ml 0.9加入%NaCl溶液。离心(1500 rpm,5分钟)粒料以300μl的RSB-1(0.01M Tris-HCl,0.01M NaCl,1.5mM MgCl 2,pH 7.4)中重新悬浮,并在冰浴中留下10分钟。将溶胀的细胞离心(2000rpm,5分钟),重悬于300μl的RSB-2(含有0.3%v / v Nonidet-p40和脱氧胆酸钠的RSB-1),并在10-15升/下均匀化用针1毫升注射器。除去50μL均化物的等分试样用于测定总金含量并与500μl水混合。将匀浆酸盐以2500rpm离心5分钟,并将得到的粗核含有150μl0.25m蔗糖,含有3mM CaCl 2。将悬浮液底层,150μl0.88m蔗糖,并以2500rpm离心10分钟。将核颗粒在-20℃下储存或立即溶解在500μl水中并通过使用超声波破坏。 The gold content of the samples was measured by ETAAS and the protein content by the Bradford method. Results are expressed as means of three independent experiments as ng gold per mg nuclear protein.
原子吸收光谱(AAS):ETAAS测量是根据先前公布的标准添加程序进行的,只是做了一些小小的修改[1]。简而言之:在100 μL稀释的裂解液中加入越来越多的金标准水溶液。使用两次蒸馏水将所有探针调整至最终体积200 μL,每个探针加入20 μL triton X-100(1%)和抗坏血酸(1%),并按如下方法测量探针。用线性外推法测定了溶出物的含金量。采用Vario[6]电热原子吸收光谱仪(AnalytikJena AG)测定金含量。金的检测波长为242.8 nm,带通波长为0.8 nm。用氘灯进行背景校正。探针以25 μL的体积注入常规石墨壁管中。干燥、雾化和管清洗步骤按照文献中详细介绍的方法进行热解温度设置为1200℃。 The mean AUC (area under curve) absorptions of duplicate injections were used throughout the study. The limit of gold detection using biological samples as described above was 1.7 μg/L.
确认
作者KMMSP感谢美国马里兰州国立卫生研究院授予美国国立卫生研究院博士后研究访问奖学金,该访问奖学金来自韦恩州立大学医学院Karmanos癌症研究中心,美国密歇根州底特律市。
没有参考文献