医学ppt--金属钌配合物的抗肿瘤作用
714页-54钌配合物抗肿瘤研究新进展_陈禹
收稿:2009年2月(特约)*国家自然科学基金项目(No.20771105,20871122)、国家重点基础研究发展计划(973)项目(No.2007CB815306)、教育部新世纪优秀人才支持计划项目(No.NCET -06-0718)和教育部科学技术研究重点项目(No.108103)资助**通讯联系人 e -mail:ceschh@;cesjln@钌配合物抗肿瘤研究新进展*陈 禹 杜可杰 巢 晖**计亮年**(中山大学化学与化学工程学院生物无机与合成化学教育部重点实验室 广州510275)摘 要 钌配合物作为抗癌药物的研究已受到广泛关注,成为无机药物化学的重要研究内容之一。
本文简要评述了近年来钌配合物的抗肿瘤活性研究进展,包括作为细胞毒药物的钌配合物设计与筛选、钌配合物以端粒酶、DNA 拓扑异构酶及蛋白激酶作为抗肿瘤作用新靶点等。
关键词 钌配合物 DNA 抗肿瘤 抑制中图分类号:O614.8;Q523;R97911 文献标识码:A 文章编号:1005-281X(2009)05-0836-09New Trends for Ruthenium Complexes with Anticancer ActivityChen Yu Du Kejie Chao Hui**Ji Liangnian**(School of Chemistry and Chemical Engineering,Laboratory of Bioinorganic and Synthetic C he mistry,Ministry of Education,Sun Ya -t Sen University,Guangzhou 510275,China)Abstract The study of ruthenium comple xes as antitumor drugs has received intense interest and become an important research field of medicinal inorganic chemistry.This revie w highlights some recent progresses in the antitumor activity of ruthenium complexes,including the design and screening of ruthenium complexes as cytotoxic drugs,and the inhibition of telomerase,topoisomerase and protein kinase with ruthenium complexes.Key words ruthenium complexes;DNA;antitumor;inhibitionContents1 The antitumor activity of ruthenium complexes 1.1 KP1019-type complexes 1.2 NAMI -type complexes1.3 Ruthenium(Ò)-arene complexes 1.4 Ruthenium polypyridyl complexes 2 Telomerase Inhibition 3 Topoisomerase Inhibition 4 Protein Kinase Inhibition 5 Prospect癌症作为疾病中的第二大死亡原因,严重威胁着人类的健康,全世界每年约有700万人死于癌症,其中我国每年150万人死于癌症,癌症已成为我国各类死因的头号杀手。
金属铂配合物抗肿瘤药
抗肿瘤药--金属铂配合物 第二代铂类抗癌药——卡铂 卡铂(Carbop lat in) 第二代铂类抗癌药 卡铂
卡铂化学名为1, 卡铂化学名为 12环丁二羧 环丁二羧 酸二氨合铂(Ê 配合物 配合物2)。 酸二氨合铂 ) (配合物 。 结构式中引入了亲水性的1, 结构式中引入了亲水性的 12环丁二羧酸作为配体 因 环丁二羧酸作为配体, 环丁二羧酸作为配体 此肾毒性和引发的恶心呕吐 均低于顺铂, 均低于顺铂 其作用机理与 顺铂 相同, 虽然其化学稳定性好, 相同 虽然其化学稳定性好 毒性小, 毒性小 但是它与顺铂有交 叉耐药性(交叉度达 交叉度达90% )。 叉耐药性 交叉度达 。
年美国Ro senberg 偶然 自1965 年美国 发现顺铂具有抗癌活性以来[ 发现顺铂具有抗癌活性以来 1 ] , 金属配合物的药用性引起了人们的 广泛关注, 广泛关注 开辟了金属配合物抗癌 药物研究的新领域。 药物研究的新领域。随着人们对金 属配合物的药理作用认识的进一步 深入, 新的高效、低毒、 深入 新的高效、低毒、具有抗癌 活性的金属配合物不断被合成出来。 活性的金属配合物不断被合成出来。 其中包括某些新型铂配合物、 其中包括某些新型铂配合物、有机 锡配合物、有机锗配合物、 锡配合物、有机锗配合物、茂钛衍 生物、稀土配合物、多酸化合物等。 生物、稀土配合物、多酸化合物等。
顺铂虽然已经应用于临床, 有较好的疗效, 顺铂虽然已经应用于临床 有较好的疗效 但 由于它水溶性小, 由于它水溶性小 使肿瘤细胞产生获得性耐 药性, 有很强的毒副作用, 包括肾毒性、 药性 有很强的毒副作用 包括肾毒性、耳毒 神经毒性及肠道毒性, 性、神经毒性及肠道毒性 易造成病人的肾 恶心、厌食和神经障碍等问题。 毒、恶心、厌食和神经障碍等问题。为了减 少它的毒性, 人们尝试对它作结构上的修饰。 少它的毒性 人们尝试对它作结构上的修饰。 卡铂便是其中之一。 卡铂便是其中之一。
钌配合物抗肿瘤活性及其诱导肿瘤细胞凋亡的研究的开题报告
钌配合物抗肿瘤活性及其诱导肿瘤细胞凋亡的研究的开题报告一、选题背景及意义：癌症是当今世界面临的一大挑战。
传统的化疗、放疗等治疗方式具有明显的副作用，这些副作用会给患者带来严重的身体和精神负担。
因此，寻找更为有效的抗癌药物成为了当前研究的热点。
钌化合物具有良好的抗肿瘤活性，在不同类型的肿瘤细胞中都有不同程度的抑制作用，且对正常细胞的毒性较低。
此外，与其他金属元素类似，钌还可以形成多种不同的配合物，可以通过改变配体结构来改变配合物的性质，进而得到更多的抗癌活性。
因此，研究钌配合物在抗肿瘤方面的应用具有重要的意义。
二、研究内容：本研究将选取一种具有良好抗癌活性的钌化合物，并通过改变配体结构构筑不同的钌配合物。
同时，通过体外细胞实验和体内小鼠实验，研究不同钌配合物的抗肿瘤活性和毒副作用，并探究其作用机制。
其中，通过检测凋亡相关蛋白的表达以及细胞周期变化等数据，分析钌配合物对肿瘤细胞的诱导凋亡和抑制增殖作用。
三、研究目标：1.构建不同的钌配合物，研究其抗肿瘤活性，并确定最适宜的钌配合物。
2.研究钌配合物对肿瘤细胞诱导凋亡的作用机制。
3.检测钌配合物的毒副作用，探索其在小鼠体内的安全性。
四、研究方案及方法：1.钌配合物的合成和表征：选取不同的配体和钌离子，通过配位反应合成不同的钌配合物，并通过核磁共振谱、红外光谱等手段对其结构进行表征。
2.细胞实验：利用不同的肿瘤细胞系（如HepG2、MCF-7等），评估不同钌配合物的抗肿瘤活性和毒副作用，同时观察其对肿瘤细胞的诱导凋亡和抑制增殖作用。
3.动物实验：利用小鼠原位移植肿瘤模型，观察不同钌配合物的治疗效果和毒副作用，并评估其安全性。
4.数据统计与分析：通过相关的统计方法对实验数据进行分析和解释。
五、预期成果：1.成功合成一类具有良好抗肿瘤活性的钌配合物，确定最优配方。
2.初步探讨钌配合物对肿瘤细胞诱导凋亡的作用机制。
3.系统评估不同钌配合物的抗肿瘤活性和毒副作用，并评估其在小鼠体内的安全性。
钌元素 生物医学应用
钌元素生物医学应用全文共四篇示例，供读者参考第一篇示例：钌元素是一种稀有的贵重金属，其化学符号为Ru，原子序数为44。
钌元素具有高稳定性、抗腐蚀性和良好的催化性能，因此在生物医学领域中有着广泛的应用。
本文将重点介绍钌元素在生物医学领域中的应用及其作用机制。
钌元素在生物医学领域中的应用，主要集中在癌症治疗、生物传感器和药物递送等方面。
首先是在癌症治疗中的应用。
钌元素可通过协同化学疗法、光动力疗法和放射疗法等多种途径，对癌细胞进行有效杀伤。
钌元素可用于合成铂药物的配体，提高药物的抗肿瘤活性，并减少对正常细胞的毒性。
钌元素还可以作为光敏剂，与光活化剂结合后在光照条件下产生氧自由基，从而引起肿瘤细胞的凋亡。
其次是在生物传感器领域的应用。
钌元素具备良好的电化学性质和生物相容性，可用于制备高灵敏度的生物传感器。
将钌元素修饰在电极表面用于测量生物分子的浓度，可以实现对微量生物分子的检测。
钌元素还可以与生物分子发生化学反应，通过检测其电化学信号，实现对生物分子的定量分析。
最后是在药物递送领域的应用。
钌元素可以与药物相结合，形成稳定的金属药物复合物，提高药物的生物利用度和靶向性。
钌元素还可用作纳米载体，将药物包裹在纳米粒子中，实现药物的缓释和靶向释放，从而提高治疗效果并降低毒副作用。
钌元素在生物医学领域中的应用潜力巨大，为癌症治疗、生物传感器和药物递送等领域提供了新的选择和可能性。
随着科学技术的不断发展和进步，相信钌元素的生物医学应用将会得到进一步拓展和完善，为人类带来更多健康福祉。
第二篇示例：钌元素是一种具有重要应用价值的稀有金属元素，它的生物医学应用在近年来备受关注。
钌元素具有良好的生物相容性和抗氧化性能，被广泛应用于生物医学领域的药物研发、诊断和治疗等方面。
下面将从医用材料、肿瘤治疗、生物传感器以及放射治疗等方面详细介绍钌元素在生物医学应用中的重要作用。
钌元素在医用材料方面的应用备受关注。
由于其出色的机械性能、生物相容性和抗氧化性能，钌元素被广泛用于生物材料的制备。
抗肿瘤ppt课件
• 3）种植性转移：常见于腹腔器官的癌瘤
.
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4.恶性肿瘤的浸润和转移机制
• （l）局部浸润 • 浸润能力强的瘤细胞亚克隆的出现和肿瘤内血管形成对肿
瘤的局部浸润都起重要作用。
• 局部浸润的步骤：
• 1）由细胞粘附分子介导的肿瘤细胞之间的粘附力减少；
• 2）瘤细胞与基底膜紧密附着；
可引起皮肤癌，皮下注射则可诱发肉瘤。汽车废气、煤烟、香烟及熏制食品 中；
• C，烷化剂类，如芥子气、环磷酰胺等，可引起白血病、肺癌、乳腺癌等； • D，氯乙烯，目前应用最广的一种塑料聚氯乙烯，是由氯乙烯单体聚合而成。
可诱发肺、皮肤及骨等处的肿瘤。通过塑料工厂工人流行病学调查已证实氯 乙烯能引起肝血管肉瘤，潜伏期一般在15年以上；
.
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2．环境致癌因素及致癌机制
• 1）化学致癌物引起人体肿瘤的作用机制很复杂。
• 少数致癌物质进入人体后可以直接诱发肿瘤，这种物质称为
直接致癌物；
• 而大多数化学致癌物进入人体后，需要经过体内代谢活化或
生物转化，成为具有致癌活性的最终致癌物，方可引起肿瘤 发生，这种物质称为间接致癌物。
• 放射线引起的肿瘤有：甲状腺肿瘤、肺癌、骨肿瘤、皮肤癌、
• 产生这种现象的原因还不清楚，可能
是这些器官的血管内皮上有能与进入
血循环的癌细胞表面的粘附分子特异
性结合的配体，或由于这些器官能够
释放吸引癌细胞的化学物质。.
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肿瘤的病因学和发病学
• 中国医疗的特色是既有西医又有中医。现在发病率高，我
国病例数相当庞大，有资料显示占全世界病例数的55%.
• 肿瘤在本质上是基因病。
多发性骨髓瘤、淋巴瘤等
金属钌配合物的抗肿瘤作用26页PPT
46、Байду номын сангаас律有权打破平静。——马·格林 47、在一千磅法律里，没有一盎司仁 爱。— —英国
48、法律一多，公正就少。——托·富 勒 49、犯罪总是以惩罚相补偿；只有处 罚才能 使犯罪 得到偿 还。— —达雷 尔
50、弱者比强者更能得到法律的保护 。—— 威·厄尔
21、要知道对好事的称颂过于夸大，也会招来人们的反感轻蔑和嫉妒。——培根 22、业精于勤，荒于嬉；行成于思，毁于随。——韩愈
23、一切节省，归根到底都归结为时间的节省。——马克思 24、意志命运往往背道而驰，决心到最后会全部推倒。——莎士比亚
25、学习是劳动，是充满思想的劳动。——乌申斯基
谢谢！
钌络合物的抗癌机理(五)：对DNA的损伤
钌络合物的抗癌机理(五)：对DNA的损伤
2016-08-23 13:58来源：内江洛伯尔材料科技有限公司作者：研发部
钌络合物抗癌机理5
与核苷进行N7配位后,Ru(Ⅲ)可引起碱基催化的自氧化,进而形成8-氧代-核苷。
反应可能在Ru和氧发生单电子传递,形成自氧化后,碱基催化促使糖苷键断裂;然而,此反应并没有在DNA的断裂中观察到。
Ru(Ⅳ)作为一个更强的泛酸催化剂,可以更好地催化Gua的自氧化,这可以通过Ru(Ⅲ)歧化成Ru(Ⅱ)和Ru(Ⅳ)达到。
在歧化之后,Ru(Ⅳ)可诱导糖苷键的泛酸水解形成游离的核糖,Ru(Ⅳ)也被还原成Ru(Ⅲ)。
与单体相反,在pH=11以及25℃条件下,Ru诱导的Gua 自氧化可通过N2酵解(N2glycolysis)产生。
Ru(Ⅳ)在此状态下产生附加的Ru(Ⅱ)-G
DNA ,Ru(Ⅱ)-G DNA可以被空气氧化成Ru (Ⅲ)-G DNA ,接着Ru(Ⅲ)-G DNA又可以被歧化回Ru(Ⅱ)-G DNA和Ru(Ⅳ)-G DNA。
Ru(Ⅳ)-G DNA能分解产生Ru-G ,这个动态系统缓慢并催化性地损伤DNA 。
对于很多Ru (Ⅲ)的氨合物来说,质粒DNA的链断裂可以通过Fenton , Haber-Weiss 或者是氧代-金属离子发生。
金属配合物在中药中的应用 ppt课件
配体L1, L2, L3以及 由其合成的15种配合 物的抑菌率
1.配体L1对大肠杆菌、蜡状芽孢杆菌、枯
草芽孢杆菌的抑菌活性较差，但是L1 的配 合物1和2对于这三种菌均有较好的抑菌效
L1
果；
2.配体L2对藤黄八叠球菌、枯草芽孢杆菌
有较差的抗菌作用，然而L2的配合物 4、5、
L2
6、8 对于这两种细菌都有很高的抑菌率，
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ• “太阳当空照，花儿对我笑，小鸟说早早早……”
CONT目 E录 NTS
1 酸碱Lewis理论 2 中药配位化学简介 3 金属配合物在中药中的应用 4 参考文献
酸碱Lewis理论
➢ Lewis酸(Lewis acid)：指能作为电子对接受体的原子，
分子或离子；
➢ Lewis碱(Lewis base)：指能作为电子对给予体的原子，
参考文献
[1]李玉贤. 配位化学在中药研究中的应用进展[A]. 中国药学会中药与天然药物专业委员会.第十届 全国中药和天然药物学术研讨会论文集[C].中国药学会中药与天然药物专业委员会:,2009:3. [2]谭明雄,陈振锋,罗旭健,朱林,梁宏. 天然药物有效成分的金属配合物研究进展[J]. 林产化学与 工业,2008,28(06):93-99. [3]何军,梁国刚. 配位化学在中药研究中的应用[J]. 中国实验方剂学杂志,2008,14(12):77-80. [4]周发阳,徐翊雯,孙宇,梁海珍,冀娇娇,董洁,赵爽,王贝贝,刘永刚. 中药配位化学研究进展[J]. 中国现代中药,2015,17(05):502-508. [5]刘亚杰. 川芎嗪衍生物的合成及其抗菌活性的研究[D].广东药科大学,2016. [6]郭明,伍周玲,王春歌,高小艳. 黄芩苷-金属配合物的合成及其抗肿瘤活性研究[J]. 药学学 报,2014,49(03):337-345. [7]M. Prddotohl, U.S. Schubert, W. Weigand, M. Gottschaldt, Metal complexes of curcumin and curcumin derivatives for molecular imaging and anticancer therapy, Coordination Chemistry Reviews (2015),
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2020/10/6
NAMI-A 对肺转移瘤 有着非常突出的抑 制活性,。在腹腔注 射或静脉注射之后, 钌配合物在肺中的 浓度是原发瘤中的 两倍,其在肺中的代 谢速率也比原发瘤 中慢八倍,。如果是 直接把药物注射在 原发瘤的部位,虽然 该部位的药物浓度 可以提高10 倍,但是 药物对原发瘤的抑 制作用依然不如转 移瘤明显。
• NAMI-A 对转移瘤细胞增殖的抑制 作用可能是由于它能够阻滞细胞 周期中的G2-M 的阶段。
• NAMI-A 可能通过调节蛋白激酶C、 细胞外信号调节激酶的脱磷酸作 用、以及抑制c2myc 基因的转录 来诱导血管内皮细胞的凋亡,从而 完全抑制由血管内皮生长因子 (VEGF) 导致的新生血管生成。
和NAMI 与KP1019 相类似,离去基团X 水解作用对 这类配合物也很重要。研究发现,改变双齿配体L 的类型可以调节水解的速率和程度,同时还能影响 配合物与核苷酸的结合。
除了与核苷酸作用之外,钌( Ⅱ)-芳烃还能与寡聚核 苷或者双螺旋DNA 作用。
与NAMI 和KP1019 类强的蛋白结合能力不同的是, 尽管钌( Ⅱ)-芳烃配合物也能和蛋白结合,但是它们 与蛋白的反应性不如与核酸的反应能力那么强。
2020/10/6
芳烃配体可稳定Ru( Ò) , 并提供一个疏水面以增 加识别和跨膜转运。某些这样的配合物甚至还能 抑制在DNA 复制和细胞分裂中起重要作用的拓扑 异构酶Ò的活性。拓扑异构酶Ò可以改变DNA 的拓 扑性质, 在细胞分裂的复制、转录、重组和染色 体分离过程中帮助维持染色体骨架结构的稳定性。 由于上述性质在癌细胞增殖过程中非常重要, 因 此选择性地以拓扑异构酶Ò为靶标, 可以阻碍细胞 分裂并通过裂解DNA 而诱导细胞凋亡。
2020/10/6
• 这个类型的配合物具有[ (η62arene) Ru (X) ( Y) (Z) ]的结构通式
• 这种类型的配合物提供了3 个可以调节其结构的途径: • 双齿配体可以调节配合物的稳定性和配体交换速率、芳环
的类型可以影响细胞的吸收以及配合物与可能的药物靶标 的作用、而离去基团X(通常为Cl - ) 能够决定药物被激 活的时间 。 • 钌( Ⅱ) -芳烃配合物在体外的活性测试中即表现了很好 的抑制效果。 • 部分配合物活性相当于顺铂( IC50= 016μM) ,甚至对顺 铂不起作用的细胞系也表现了很好的活性。
KP1019 能不可逆地结合DNA ,但是其与DNA 作用的能力比NAMI 要弱,而且与顺铂的作用 模式不同有可能是因为钌配合物周围的配 位环境比铂要拥挤 。KP1019 系列配合物一 个普遍的特征就是具有强的蛋白结合能力。
2020/10/6
• NAMI 型配合物由Alessio 等在1994 年最先合成 ,他们发现这类配合物 虽然在体外实验中不显活性,但是 对鼠类的转移瘤却有很明显的抑 制作用。NAMI-A 是第一个进入临 床的钌配合物。
2020/10/6
根据还原激活假设, 钌( Ò) 配合物可以作为药物 的前体, 在体内被还原激活后, 更迅速地与生物 分子配合。
GSH 和大量的还原蛋白可在体内还原Ru( Ó) 配合 物, 而Ru( Ò) 到Ru( Ó) 的氧化可以通过分子氧、 细胞色素氧化酶以及其他氧化剂发生, 但是这个 过程在低氧环境的肿瘤细胞中却相对很少发生。 一些实验结果已经清楚地阐明, 低氧可引起DNA 结合增加, 并提高抗癌试剂和对抗HeLa 细胞的毒 性。有证据显示第一个进入临床试验的钌配合物 Na{trans-[ Cl4 ( DMSO) ( Im) Ru] }也是通过 还原而被激发的。
研究发现NAMI-A 与DNA 的作用能力比顺铂要弱得 多。对比顺铂与NAMl-A 在细胞吸收、与DNA 的结 合以及毒性,发现NAMI-A 的毒性比顺铂低1 053 倍,NAMI -A 的细胞内吸收和DNA 结合能力分别比 顺铂低418 和42 倍。虽然NAMI型配合物与DNA 的 结合能力比较弱,它与蛋白的结合能力却比其与 DNA 的结合强得多。
2020/10/6
在药物研制中使用钌多 吡啶配合物有很多优点: •( 1) 通过可靠的方法 合成具有预定结构的稳
定配合物; •( 2) 调整配体亲合性, 电子传递及取代速率和
还原势的 能力 ； •( 3) 增加对钌配合物 生物学功能的认识。这 些不仅使得钌配合物具 有氧还激发和光动力学 的特性以应用于治疗当 中, 还会促进具有钌放 射性核素的放疗药物的
发展。
1. 还原激活 2. 活性Ru( 价结合 5. 对DNA的损伤 6. Ru 配合物的细胞毒性 7. 光动力治疗
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体外和体内实验结果表明, NAMI-A 和一些钌 配合物几乎不具有毒性, 表明钌配合物与铂 类配合物具有完全不同的作用机制, 或者是 配合物的抗肿瘤活性与配合物对DNA 的亲 和力无关。
• 随着无机药物的发展, 我们一方面要研究如 何把偶然进入生物体的有毒金属离子通过 螯合作用从生物体内排除;另一方面为了治 疗疾病, 又要有目的地去研究如何把金属离 子及其配合物合理地引入生物体内。这些
都揭示了金属离子在治疗策略中的全新角 色。
• 科学工作者在铂类抗肿瘤药物领域进行了大量研究 工作,经历了近30 年的研究发展,已相继成功开发了顺 铂(cisplatin) 、卡铂(carboplatin) 等,用于临床治疗癌 症。特别是顺铂和卡铂是目前临床上使用最广的抗 癌药物之一,是治疗许多肿瘤的首选药物。
• 但目前,临床应用铂类抗癌药最大的问题是耐药性,许 多患者先天或后天对铂类抗癌药物产生耐药性,严重 降低了药物的疗效及其抗癌谱。
• 近年来钌配合物作为新的抗癌药物引起了人们的注 意。在非铂系药物中,金属钌配合物是最有前途的抗 癌药物之一。国际上普遍认为钌和钌的配合物属于 低毒性,容易吸收并在体内很快排泄，更重要的是钌 配合物易于被肿瘤组织吸收。