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CN106939025B - 一类诱导细胞胀亡的铱配合物及其制备方法和抗肿瘤应用 - Google Patents

一类诱导细胞胀亡的铱配合物及其制备方法和抗肿瘤应用 Download PDF

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CN106939025B CN201611219373.3A CN201611219373A CN106939025B CN 106939025 B CN106939025 B CN 106939025B CN 201611219373 A CN201611219373 A CN 201611219373A CN 106939025 B CN106939025 B CN 106939025B
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    • C07—ORGANIC CHEMISTRY
    • C07F—ACYCLIC, CARBOCYCLIC OR HETEROCYCLIC COMPOUNDS CONTAINING ELEMENTS OTHER THAN CARBON, HYDROGEN, HALOGEN, OXYGEN, NITROGEN, SULFUR, SELENIUM OR TELLURIUM
    • C07F15/00—Compounds containing elements of Groups 8, 9, 10 or 18 of the Periodic Table
    • C07F15/0006—Compounds containing elements of Groups 8, 9, 10 or 18 of the Periodic Table compounds of the platinum group
    • C07F15/0033—Iridium compounds

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Abstract

本发明公开了一类诱导细胞胀亡的环金属化铱配合物及其制备方法和抗肿瘤应用。该环金属化铱配合物的结构式如下所示：。本发明的环金属化铱配合物对人体多种癌细胞包括其耐药株药株均具有很强的生长抑制能力，并且其作用机理是基于对线粒体靶向而非传统的核靶向、诱导细胞胀亡而非凋亡的新机理，可以克服由于肿瘤细胞耐药性对肿瘤治疗的缺陷，在开发高效的抗癌药物方面具有很好的应用前景。

Description

一类诱导细胞胀亡的铱配合物及其制备方法和抗肿瘤应用
技术领域
本发明属于生物医药技术领域。更具体地，涉及一类诱导细胞胀亡的铱配合物及其制备方法和抗肿瘤应用。
背景技术
癌症正逐步成为威胁人类生存以及生存质量的头号疾病，为患者家庭与社会带来沉重的负担。肿瘤治疗主要有手术治疗、化学治疗、放射治疗三种手段，其中化学治疗，即化疗，是目前治疗肿瘤时最广泛使用的手段之一。化学治疗，是指应用化学药物针对性治疗癌症，杀死肿瘤细胞。目前所使用的超过50种化疗药物一般具有较强的毒副作用，且长期使用后肿瘤细胞易对其产生耐药性。除了有机化合物肿瘤药物外，金属配合物作为抗肿瘤药物也得到了广泛使用，其具有可塑性强，易引入活性基团，相对稳定性高等特点，使得金属配合物在人体内易表现出药效，成为另一大类抗癌药物。
金属配合物中，第一个发现的治疗癌症的金属类化学药物是顺铂(Pt(NH3)2Cl2)，即顺式二氨基二氯络铂，自1972年发现以来，一直是临床治疗癌症最常用的金属类化学药物之一，具有抗癌谱广、疗效确切等特点，可用于临床治疗甲状腺癌、恶性淋巴瘤、卵巢癌、前列腺癌、肺癌、食道癌、睾丸癌、鼻咽癌等多种实体肿瘤(Chem.Rev.,1999,99:2467)。自发现顺铂能有效治疗癌症后，更多应用于癌症治疗的铂类药物得到了广泛的关注，开发研究新的铂类药物如卡铂、奥沙利铂等副作用更小、疗效更高的抗癌药为治疗癌症带来了新的希望(Nat.Rev.Cancer,2007,7,73)。
然而，随着铂类药物使用时间变长，研究者发现肿瘤细胞针对铂类药物累积起了广泛的耐药性。肿瘤细胞对铂类药物的耐药使得人们逐渐将目光转向了其他金属配合物的抗癌药物研究。其中，具有良好抗癌活性的铱配合物逐渐进入人们的视野。在早期研究中，由于铱配合物表现出的某种“惰性”性质使其抗癌活性降低，人们本不重视铱配合物在抗癌药物中的应用。随着研究的深入，人们逐渐发现更多的铱配合物对肿瘤细胞表现出了较为优异的抗增殖效果，激发了研究者对铱配合物的研究兴趣，越来越多具有抗肿瘤活性的铱配合物被合成出来应用于抗癌研究中(RSC Adv.,2012,2:12069)。
此外，人们发现，无论是有机化合物还是金属配合物，其作用机制大多为靶向DNA的细胞凋亡引发剂，而长期用药下，肿瘤细胞对该机理形成了广泛的耐药性，其中包括DNA损伤修复，特定蛋白的过表达等(Oncogene,2003,22:7265)。因此，为了杀伤耐药的肿瘤细胞，人们进行了多种途径的选择，其中之一就是包括合成靶向线粒体而非细胞核DNA的抗癌药物。线粒体是另一个与细胞凋亡关系密切的细胞器，拥有多条细胞凋亡通路，因此，靶向线粒体的抗癌药物具有光明的前景。另外一种杀伤耐药细胞的途径即为合成诱导细胞进行除凋亡以外其他死亡方式的药物，比如副凋亡、细胞坏死性凋亡等。Gasset与Ferrari组合成了钌多吡啶配合物[Ru(bipy)2-dppz-7-methoxy][PF6]2，可诱导位于细胞周期间期的细胞副凋亡(Chem.Sci.,2016,7:6115)；Lippard组合成铼配合物[ReO(OMe)(N^N)Cl2]，可诱导细胞坏死性凋亡(J.Am.Chem.Soc.,2015,137:2967)。然而，还有一种死亡方式，细胞胀亡，在国内外研究甚少。细胞胀亡以细胞体积增大、细胞质内空泡化、线粒体肿胀以及细胞膜起泡为主要特征。作为一种新的诱导癌细胞死亡的方式，诱导肿瘤细胞胀亡可为克服肿瘤耐药性提供另一种有效途径。
发明内容
本发明要解决的技术问题是克服上述现有技术的缺陷和不足，提供一类新的诱导细胞胀亡的具有良好抗肿瘤活性的线粒体靶向试剂，合成了一类新的环金属化的单核铱(III)配合物，这类配合物结构稳定，对癌细胞具有很强的生长抑制能力，并且基于对线粒体靶向而非传统的核靶向以及诱导细胞胀亡而非凋亡的新机理，可以克服由于肿瘤细胞耐药性对肿瘤治疗的缺陷，在开发高效的抗癌药物方面具有很好的应用前景。
本发明的目的是提供一类诱导细胞胀亡的铱配合物。
本发明另一目的是提供所述铱配合物的制备方法。
本发明再一目的是提供所述铱配合物的抗肿瘤应用。
本发明上述目的通过以下技术方案实现：
一类环金属化的铱配合物，其结构式如下所示：
本发明合成了一类新的环金属化的单核铱(III)配合物，是一类诱导细胞胀亡的具有良好抗肿瘤活性的线粒体靶向试剂，这类配合物结构稳定，表现出良好的细胞胀亡诱导活性，细胞毒性测试表明该环金属化铱(III)配合物对20种人体不同组织部位的癌细胞以及耐药细胞有明显的生长抑制作用，抑制活性明显优于顺铂，并且对于人正常肝细胞株杀伤性较小。
具体地，该类环金属化的铱配合物主要有以下四种：
另外，上述环金属化的铱配合物的制备方法，包括如下步骤：
S1.由环金属配体和IrCl3反应制得前体反应物，简记为[Ir(C^N)2Cl]2；
S2.由4,4'-二甲基-2,2'-联吡啶(BMB)经氧化制得4,4'-二羧基-2,2'-联吡啶(BCB)，再由4,4'-二羧基-2,2'-联吡啶(BCB)与2-胺基苯硫醇反应制得主配体4,4'-二苯并噻唑-2,2'-联吡啶(BBTB)；
S3.将前体反应物[Ir(C^N)2Cl]2与主配体4,4'-二苯并噻唑-2,2'-联吡啶(BBTB)反应，制得权利要求1所示的环金属化铱配合物；
其中，步骤S1所述环金属配体为2-苯基吡啶(ppy)、2-(2,4-二氟苯基)吡啶(DFppy)、2-苯基喹啉(2pq)、2-苯基苯并噻唑(pbt)。
其中，步骤S1所述2-苯基吡啶(ppy)、2-(2,4-二氟苯基)吡啶(DFppy)、2-苯基喹啉(2pq)、2-苯基苯并噻唑(pbt)、前体反应物[Ir(C^N)2Cl]2、4,4'-二甲基-2,2'-联吡啶(BMB)、4,4'-二羧基-2,2'-联吡啶(BCB)、2-胺基苯硫醇、4,4'-二苯并噻唑-2,2'-联吡啶(BBTB)的结构式如下所示：
优选地，上述环金属化的铱配合物的制备方法，，包括如下步骤：
S1.由环金属配体和IrCl3在乙二醇甲醚与水的混合溶剂中反应，制得前体反应物，简记为[Ir(C^N)2Cl]2；
S2.制备主配体4,4'-二苯并噻唑-2,2'-联吡啶(BBTB)
S21.将4,4'-二甲基-2,2'-联吡啶(BMB)溶于浓硫酸中与重铬酸钾反应，加冰水析出固体；
S22.步骤S21的固体经50％硝酸氧化，制得4,4'-二羧基-2,2'-联吡啶(BCB)，加冰水析出固体；
S23.再将4,4'-二羧基-2,2'-联吡啶(BCB)于多聚磷酸中与2-胺基苯硫醇反应，制得主配体4,4'-二苯并噻唑-2,2'-联吡啶(BBTB)，中和析出固体；
S3.将前体反应物[Ir(C^N)2Cl]2与主配体4,4'-二苯并噻唑-2,2'-联吡啶(BBTB)在三氯甲烷与无水甲醇混合溶剂中回流反应，减压悬蒸，得到固体粗产物，即为权利要求1所示的环金属化铱配合物。
进一步优选地，步骤S3所得固体粗产物进一步干燥获得粗产品，再经氧化铝柱分离提纯，干燥后得到目标产物，即为环金属化铱配合物。
其中，优选地，步骤S1中环金属配体和IrCl3的摩尔比为1.5～2：1。
更优选地，步骤S1中环金属配体和IrCl3的摩尔比为2：1。
优选地，步骤S21中4,4'-二甲基-2,2'-联吡啶与重铬酸钾的质量比为1：4～10。
更优选地，步骤S21中4,4'-二甲基-2,2'-联吡啶与重铬酸钾的质量比为1：5。
优选地，步骤S23中4,4'-二羧基-2,2'-联吡啶：多聚磷酸：2-胺基苯硫醇的质量比为0.1～0.3：5：0.2～0.4。
更优选地，步骤S23中4,4'-二羧基-2,2'-联吡啶：多聚磷酸：2-胺基苯硫醇的质量比为0.2：5：0.3。
优选地，步骤S3中前体反应物[Ir(C^N)2Cl]2与主配体4,4'-二苯并噻唑-2,2'-联吡啶(BBTB)的摩尔比为1～1.5：1。
更优选地，步骤S3中前体反应物[Ir(C^N)2Cl]2与主配体4,4'-二苯并噻唑-2,2'-联吡啶(BBTB)的摩尔比为1.05：1。
另外，优选地，步骤S1所述乙二醇甲醚与水的体积比为2～4：1。
更优选地，步骤S1所述乙二醇甲醚与水的体积比为3：1。
优选地，步骤S1所述反应的温度为110～120℃，时间为24小时。
更优选地，步骤S1所述反应的温度为120℃，时间为24小时。
优选地，步骤S21所述反应的温度为75～80℃，时间为1小时。
更优选的，步骤S21所述反应的温度为80℃，时间为1小时。
优选地，步骤S22所述氧化的反应温度为75～80℃，反应时间为4～5小时。
更优选的，步骤S22所述氧化的反应温度为80℃，反应时间为4小时。
优选地，步骤S23所述反应的温度为170～180℃，时间为24小时。
更优选的，步骤S23所述反应的温度为180℃，时间为24小时。
优选地，步骤S3所述三氯甲烷与无水甲醇的体积比为2～4：1。
更优选地，步骤S3所述三氯甲烷与无水甲醇的体积比为3：1。
优选地，步骤S3所述回流反应的温度为60～65℃，时间为4～5小时。
更优选的，步骤S3回流反应的温度为65℃，时间为5小时。
总而言之，本发明制备所述环金属化铱配合物的方法为：先制备前体反应物[Ir(C^N)2Cl]2和主配体4,4'-二苯并噻唑-2,2'-联吡啶(BBTB)，然后按照计量摩尔比将两者混合于三氯甲烷与无水甲醇(3:1，v/v)混合溶剂中回流反应5小时后，减压悬干并干燥的粗产品经过氧化铝柱色谱分离提纯，将溶剂用旋转蒸发仪旋干后得到目标产物。
其中，作为一种具体的可实施方案，前体反应物[Ir(C^N)2Cl]2可根据参考文献(Bull.Chem.Soc.Jpn.1974,47,767.)的方法合成，其中C^N分表表示ppy、DFppy、2pq和pbt。
作为一种具体的可实施方案，主配体4,4'-二苯并噻唑-2,2'-联吡啶(BBTB)的制备中，BCB制备方法为：将4,4'-二甲基-2,2'-联吡啶(BMB)溶于适量浓硫酸中，分批加入过量重铬酸钾，加热反应1小时，加冰水析出固体，收集固体溶解于50％硝酸中，回流反应4小时，加冰水析出固体，收集固体，为4,4'-二羧基-2,2'-联吡啶(BCB)。而从BCB到BBTB可根据参考文献(J Biol Inorg Chem.2007,12,797)的方法合成。
更具体地，可由以下步骤制备上述的BCB：先将BMB溶于适量浓硫酸中(4％，w/v)，维持温度不变缓慢加入5倍质量的重铬酸钾固体进行氧化，反应生成深绿色混合液体。将反应液倒入大量冰水中产生浅黄色沉淀，抽滤水洗，将固体置于适量50％硝酸中回流反应4小时。将反应液倒入冰块中并加水稀释，抽滤可得大量白色沉淀，干燥得BCB。
同时，根据上述方法制备得到的环金属化铱配合物也在本发明的保护范围之内。
本发明的环金属化铱配合物对人体多种癌细胞包括其耐药株药株均具有很强的生长抑制能力，并具有一定的杀伤选择性。而且其作用机理是基于对线粒体靶向而非传统的核靶向、诱导细胞胀亡而非凋亡的新机理，可以应用于线粒体靶向试剂，也可进一步作为诱导细胞凋亡的抗癌药物。
因此，本发明的环金属化铱配合物在制备线粒体靶向和/或诱导细胞胀亡的试剂或药物方面的应用，以及在制备抗癌药物方面的应用，都在本发明的保护范围之内。
优选地，所述的抗癌药物为抗实体瘤癌症的药物。
更优选地，所述的抗癌药物是抗人子宫颈癌、人口腔表皮样癌、人结肠癌、人肝癌、人肺癌、人卵巢癌和/或人乳腺癌的药物。
更优选地，所述的抗癌药物是对人子宫颈癌细胞、人口腔表皮样癌细胞及其耐药株、人结肠癌细胞及其耐药株、人肝癌细胞及其耐药株、人肺癌细胞及其耐药株、人卵巢癌细胞及其耐药株和/或人乳腺癌细胞及其耐药株具有杀伤作用的药物。
更优选地，所述抗癌药物是对上述癌细胞具有杀伤作用，而对人正常肝细胞株和正常肾细胞株无杀伤作用或杀伤作用较少的药物。
更优选地，所述的抗癌药物为对人子宫颈癌细胞HeLa，人口腔表皮样癌细胞KB-3-1及其耐药株KCP4，人结肠癌细胞HCT-116、SW620及其耐药株SW620/AD300，人肝癌细胞HepG2、BEL-7402、BEL-7404及其耐药株7404/CP20，人肺癌细胞A549、H460及其耐药株A549/CDDP、H460/MX20，人卵巢癌细胞SKOV3及其耐药株SKOV/Pt，人乳腺癌细胞MCF-7及其耐药株MCF-7/ADR具有抑制杀伤作用的抗癌药物。更进一步地，上述抗癌药物对人正常肝细胞株HL-7702以及正常肾细胞株HEK293杀伤性较小。
本发明人课题组在合成靶向线粒体的铱配合物方面累积了丰富的经验，发现了众多靶向线粒体的细胞器染料及探针(Chem.Sci.,2013,4:4426；Biomaterials,2015,58:72；Chem.Eur.J.,2015,21:12000)，并且对金属药物方面进行了研究(J.Med.Chem.,2014,57:8971；J.Med.Chem.,2013,56:6531；Chem.Eur.J.,2015,21:15308)。通过大量的研究得到了一系列具有很强肿瘤细胞毒性、靶向线粒体的环金属铱配合物，能诱导肿瘤细胞依循细胞胀亡途径死亡，能杀伤多种耐药细胞，对合成下一代抗肿瘤耐药性的抗肿瘤药物具有重要意义。
经研究表明，本发明上述环金属化铱配合物结构稳定，由于Ir(III)金属离子电荷的引入，在水中有较好的溶解性。该铱配合物对20多种人体不同组织部位的癌细胞及其耐药株的细胞毒性值为IC50＝0.5～3.5μM，明显优于常见的抗肿瘤配合物顺铂Pt(NH3)2Cl2，因此是一类潜在的高效抗癌药物。
本发明具有以下有益效果：
本发明提供的环金属化铱配合物对多种常见的人体癌细胞包括其耐药株药株均具有很强的生长抑制能力，并且其作用机理是基于对线粒体靶向而非传统的核靶向、诱导细胞胀亡而非凋亡的新机理，可以克服由于肿瘤细胞耐药性对肿瘤治疗的缺陷，在开发高效的抗癌药物方面具有很好的应用前景。
附图说明
图1为本发明的铱配合物(Ir(III)配合物)的分子结构。
图2为本发明Ir(III)配合物的合成途径。
图3为本发明Ir(III)配合物吸收380nm～405nm的光照射后电子跃迁现象。
图4为本发明Ir(III)配合物与MitoTracker Green FM共染激光共聚焦实验图。
图5为本发明Ir(III)配合物细胞内分布ICP-MS数据。
图6为Caspase 3/7活性测试。
图7为加入Caspase抑制剂的细胞存活率测试。
图8为Ir(III)配合物诱导细胞胞质空泡化激光共聚焦图。
图9为Ir(III)配合物诱导细胞胞质空泡化透射电镜图。
图10为Ir(III)配合物诱导细胞膜破坏起泡激光共聚焦图。
图11为Ir(III)配合物诱导线粒体膜电位损失JC-1染色实验流式细胞仪实验。
图12为Ir(III)配合物诱导线粒体肿胀透射电镜图。
具体实施方式
以下结合说明书附图和具体实施例来进一步说明本发明，但实施例并不对本发明做任何形式的限定。除非特别说明，本发明采用的试剂、方法和设备为本技术领域常规试剂、方法和设备。
除非特别说明，本发明所用试剂和材料均为市购。
实施例1环金属化Ir(III)配合物的合成
本发明环金属化Ir(III)配合物的的合成途径如图2所示，具体方法如下：
(1)主配体4,4'-二苯并噻唑-2,2'-联吡啶(BBTB)的合成方法：
1)4,4'-二羧基-2,2'-联吡啶(BCB)的合成：
先将4,4'-二甲基-2,2'-联吡啶(1.0g)溶于50mL浓硫酸中，维持温度不变缓慢加入5.0g重铬酸钾固体进行氧化，反应生成深绿色混合液体。将反应液倒入80mL冰水中产生浅黄色沉淀，抽滤水洗，将固体置于30mL 50％硝酸中回流反应4小时。将反应液倒入冰块中并加800mL水稀释，抽滤可得大量白色沉淀，水洗干燥得BCB。
2)4,4'-二苯并噻唑-2,2'-联吡啶(BBTB)合成：
按照参考文献(J Biol Inorg Chem.2007,12,797)合成方法，通入氩气保护下，加入0.2g 4,4'-二羧基-2,2'-联吡啶，0.3g 2-胺基苯硫醇以及5.0g多聚磷酸于三颈圆底烧瓶中，加热到180℃，反应24小时。反应液冷却后，边搅拌边倒入100mL水中。用饱和NaHCO3溶液中和，过滤收集蓝绿色沉淀物，水洗干燥得BBTB。ES-MS m/z:423.5([M+H]+,100％)。
(2)前体反应物[Ir(C^N)2Cl]2的合成方法：
参考文献(Bull.Chem.Soc.Jpn.1974,47,767.)合成方法，将0.47g IrCl3(15.7mmol)和两倍当量的环金属配体(C^N配体)混合于40mL乙二醚甲醇与水(3:1，v/v)混合溶剂中，氩气保护下120℃回流反应24小时。反应液冷却后抽滤，沉淀物依次用水、乙醇、正己烷洗，干燥得[Ir(C^N)2Cl]2前体反应物。产率：85％。
(3)环金属化铱配合物[Ir(C^N)BBTB]Cl的合成方法：
将前体反应物[Ir(C^N)2Cl]2与0.050g BBTB(0.12mmol)按照当量比1.05:1投入三氯甲烷与无水甲醇(3:1,v/v)混合溶剂中，加热65℃回流反应5小时。反应液冷却后减压悬干溶剂，得粗产品。干燥粗产品后用氧化铝层析柱分离提纯，溶剂悬干后，得本发明环金属化Ir(III)配合物(其分子结构式如图1所示)。
[Ir(ppy)BBTB]Cl产率51％。ES-MS(CH3OH)m/z:923.5[M-Cl]+.1H NMR(300MHz,DMSO)δ9.57(s,2H),8.32(ddd,J＝26.4,12.2,5.2Hz,8H),8.06(d,J＝5.8Hz,2H),7.94(t,J＝6.8Hz,4H),7.82(d,J＝5.7Hz,2H),7.72–7.55(m,4H),7.16(t,J＝6.2Hz,2H),7.05(t,J＝7.5Hz,2H),6.94(t,J＝7.2Hz,2H),6.20(d,J＝7.4Hz,2H).
[Ir(DFppy)BBTB]Cl产率45％。ES-MS(CH3OH):m/z 995.3[M-Cl-]+.1HNMR(300MHz,DMSO)δ9.60(s,2H),8.39–8.22(m,8H),8.10(d,J＝5.8Hz,2H),8.04(t,J＝7.9Hz,2H),7.89(d,J＝5.8Hz,2H),7.64(dt,J＝14.7,7.0Hz,4H),7.25(t,J＝6.8Hz,2H),7.02(t,J＝11.0Hz,2H),5.63(d,J＝6.0Hz,2H).
[Ir(2pq)BBTB]Cl产率52％。ES-MS(CH3OH):m/z 1023.1[M-Cl-]+.1H NMR(400MHz,DMSO)δ9.21(s,1H),8.61(dd,J＝20.9,8.9Hz,4H),8.42–8.26(m,8H),8.20(d,J＝7.6Hz,2H),7.95(d,J＝7.0Hz,2H),7.63(dt,J＝15.2,7.0Hz,2H),7.43(t,J＝7.0Hz,2H),7.34(d,J＝8.8Hz,2H),7.27–7.17(m,4H),6.87(t,J＝6.9Hz,1H),6.43(d,J＝7.0Hz,1H).
[Ir(2pq)BBTB]Cl产率47％。ES-MS(CH3OH):m/z 1035.0[M-Cl-]+.1H NMR(400MHz,DMSO)δ9.57(s,2H),8.47(d,J＝4.1Hz,2H),8.34(d,J＝7.5Hz,2H),8.26(d,J＝6.5Hz,6H),8.07(d,J＝6.9Hz,2H),7.65(dt,J＝15.2,7.0Hz,4H),7.42(t,J＝7.7Hz,2H),7.26(t,J＝7.3Hz,2H),7.18(t,J＝7.1Hz,2H),6.98(t,J＝6.9Hz,2H),6.37(d,J＝8.4Hz,2H),6.32(d,J＝7.5Hz,2H).
实施例2环金属化Ir(III)配合物的细胞亚细胞器靶向实验
1、本发明的环金属化铱(III)配合物吸收380nm～405nm的光照射后，电子从基态跃迁至3MLCT轨道呈激发态，而后跃迁返回基态的过程中发出磷光(如图3所示)。
2、另外，利用该性质，可通过激光共聚焦显微镜观察配合物于细胞内的分布状态。该系列配合物与商用线粒体染料MitoTracker Green FM的共染表明，该系列配合物([Ir(ppy)BBTB]Cl，[Ir(DFppy)BBTB]Cl，[Ir(2pq)BBTB]Cl，[Ir(pbt)BBTB]Cl)主要定位于细胞的线粒体，其共定位系数(Pearson's Colocalization Coefficients)分别为0.83，0.85，0.92，0.87，重合率较高(如图4所示)。
3、此外，经ICP-MS定量测试(如图5所示)，可进一步表明该系列配合物的细胞靶向为线粒体。
实施例3环金属化Ir(III)配合物的细胞毒性MTT实验
1、实验方法
(1)实验样品：
Ir(III)配合物，对照为常用抗肿瘤配合物顺铂CDDP(Pt(NH3)2Cl2)。
(2)方法
取对数生长期的肿瘤或正常细胞，调整细胞密度5×103个/ml，接种于96孔培养板中，实验各样品以对数稀释法共添加5个浓度。每个浓度设3个复孔，对照设8个以上复孔。
实验样品以DMSO助溶，用DMEM培养液稀释。24h贴壁后加样，仍将细胞置于37℃、5％CO2培养箱内继续培养48h，然后加MTT，再继续培养4h，吸去上清液，每孔加150μM DMSO，用酶联免疫检测仪在595.0nm波长测各孔吸光度，计算细胞增殖抑制率。求出IC50值(抑制率等于50％的时候的药物浓度)。
2、结果如表1所示。
表1Ir(III)配合物对不同部位癌细胞的细胞毒性(IC50)
结果显示，本发明的铱配合物对多种人体不同组织部位的癌细胞及其耐药株都具有很好的抑制杀伤作用，且显著优于对照，因此是一类潜在的高效抗癌药物。
实施例4环金属化Ir(III)配合物诱导细胞胀亡实验
1、细胞胀亡有别于细胞凋亡，是细胞程序性死亡的另外一种方式，其主要特征有：caspase非依赖性死亡，胞质空泡化，细胞膜破坏以及线粒体膜通透性转换孔(mPTP)开放等。
本实验通过对本发明的系列铱配合物与阳性对照顺铂对比，分别研究其刺激耐顺铂肺癌细胞株A549/CDDP的Caspase-3/7凋亡蛋白活性，以及分别加入Caspase抑制剂Ac-DEVD-CHO与Z-VAD-fmk细胞存活率实验研究该系列配合物诱导细胞死亡对Caspase的依赖性。
2、结果
(1)Caspase-3/7凋亡蛋白活性表明，本发明的系列铱配合物并未刺激Caspase-3/7活性(如图6所示，孵育时间24小时，a:[Ir(C^N)BBTB]Cl孵育浓度0.5μM，顺铂50μM；b：[Ir(C^N)BBTB]Cl孵育浓度1μM，顺铂100μM；c：[Ir(C^N)BBTB]Cl孵育浓度2μM，顺铂200μM)。而Caspase抑制剂未能抑制该系列配合物的细胞毒性(如图7所示，孵育时间24小时)，均表明该系列配合物诱导细胞凋亡为非Caspase依赖性。
(2)通过激光共聚焦显微镜以及透射电镜对细胞进行观察(孵育浓度1μM，孵育时间24小时，Scale bar：10μm)，结果显示本发明的铱配合物能诱导细胞的胞质空泡化(图8，图9)。
(3)通过激光共聚焦显微镜对细胞进行形态学观察(孵育浓度2μM，孵育时间24小时，Scale bar：10μm)，结果显示本发明的铱配合物能诱导细胞膜的破坏(图10)。
(4)JC-1是一种膜电位依赖型的靶向线粒体的细胞染料，在正常的线粒体中聚集成聚集体，发出红色荧光；当线粒体膜电位损失时形成单体，发出绿色荧光。线粒体膜通透性转换孔的开放，能显著降低线粒体膜电位，导致线粒体的肿胀，因此利用透射电镜(图11)与流式细胞仪JC-1染料染色实验可检测细胞线粒体膜电位的损失情况(图12)。结果显示，该系列配合物能够显著降低线粒体膜电位，从而导致线粒体肿胀。
综上所述，本发明的铱配合物能有效诱导细胞胀亡，提供了一种新的抗耐药肿瘤的途径。

Claims (9)

1.一类环金属化铱配合物，其特征在于，其结构式如下所示：
。
2.权利要求1所述的环金属化铱配合物的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：
S1.由环金属配体和IrCl3反应制得前体反应物，简记为[Ir(C^N)2Cl]2；
S2.由4,4'-二甲基-2,2'-联吡啶经氧化制得4,4'-二羧基-2,2'-联吡啶，再由4,4'-二羧基-2,2'-联吡啶与2-胺基苯硫醇反应制得主配体4,4'-二苯并噻唑-2,2'-联吡啶；
S3.将前体反应物[Ir(C^N)2Cl]2与主配体4,4'-二苯并噻唑-2,2'-联吡啶反应，制得权利要求1所示的环金属化铱配合物；
其中，步骤S1所述环金属配体为2-苯基吡啶、2-(2,4-二氟苯基)吡啶、2-苯基喹啉、2-苯基苯并噻唑。
3.根据权利要求2所述的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：
S1.由环金属配体和IrCl3在乙二醇甲醚与水的混合溶剂中反应，制得前体反应物，简记为[Ir(C^N)2Cl]2；
S2.制备主配体4,4'-二苯并噻唑-2,2'-联吡啶
S21.将4,4'-二甲基-2,2'-联吡啶溶于浓硫酸中，与重铬酸钾反应，加冰水析出固体；
S22.步骤S21的固体经50%硝酸氧化，制得4,4'-二羧基-2,2'-联吡啶，加冰水析出固体；
S23.再将4,4'-二羧基-2,2'-联吡啶于多聚磷酸中与2-胺基苯硫醇反应，制得主配体4,4'-二苯并噻唑-2,2'-联吡啶，中和析出固体；
S3.将前体反应物[Ir(C^N)2Cl]2与主配体4,4'-二苯并噻唑-2,2'-联吡啶在三氯甲烷与无水甲醇混合溶剂中回流反应，减压旋蒸，得到固体粗产物，即为权利要求1所示的环金属化铱配合物。
4.根据权利要求3所述的制备方法，其特征在于，步骤S1中环金属配体和IrCl3的摩尔比为1.5~2：1。
5.根据权利要求3所述的制备方法，其特征在于，步骤S3中前体反应物[Ir(C^N)2Cl]2与主配体4,4'-二苯并噻唑-2,2'-联吡啶的摩尔比为1~1.5：1。
6.权利要求1所述环金属化铱配合物在制备线粒体靶向和/或诱导细胞胀亡的试剂或药物方面的应用。
7.权利要求1所述环金属化铱配合物在制备抗癌药物方面的应用。
8.根据权利要求7所述的应用，其特征在于，所述的抗癌药物为抗实体瘤癌症的药物。
9.根据权利要求7所述的应用，其特征在于，所述的抗癌药物是抗子宫颈癌、口腔表皮样癌、结肠癌、肝癌、肺癌、卵巢癌和/或乳腺癌的药物。
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