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生物功能性有机胂酸的合成及其生物性质

王建华

  含砷化合物用于治疗癌症已有几百年的历史。自三氧化二砷(As_2O_3)成功地治疗急性早幼粒白血病(APL)以来,激起了人们对三氧化二砷及其相关化合物的广泛研究,拉开了世界范围内大量相关研究的序幕。除三氧化二砷外,其它已研究的砷化合物特别是有机胂如美拉胂醇、氧苯胂、甲基胂酸和二甲基胂酸等,虽然结果都表明可以诱导多种癌细胞凋亡,由于其毒性太大在临床上是不可接受的,因此探索结构更为简单的、较低浓度下就可以诱导肿瘤细胞凋亡,而对正常细胞无影响的新型有机胂药物,意义重大。含砷化合物除具有诱导癌细胞凋亡的作用外,我们的研究还发现一些含砷化合物具有象超氧化物歧化酶(SOD)一样的作用,SOD是一种广泛存在于生物体内的金属酶,它能催化超氧阴离子自由基O2·-发生歧化反应,在防御生物体免受氧自由基损伤方面具有重要作用,有广泛的应用前景。但天然SOD普遍存在稳定性差,分子量大,不容易透过细胞膜,且有免疫原性等缺点,使其应用受到限制;所以SOD模拟物的研究成为广泛关注的课题。本文采用正交实验和方差分析,合成了一系列结构简单的、具有可诱导体外肿瘤细胞凋亡的新型脂肪族有机胂化合物(2—胂酸基乙酸、2—胂酸基乙酸甲酯和2—胂酸基乙酸乙酯),获得合成它们的最佳条件,即反应温度为25℃、反应时间为5个小时、三氧化二砷与卤代酸的配比为1:1。同时合成了一系列具有模拟超氧化物歧化酶(SOD)活性功能的新型芳香族有机胂Schiff碱配体及其配合物(2-羟基苯甲醛缩邻氨基苯胂酸、 2.4-二羟基苯甲醛缩邻氨基苯胂酸和它们的铜(II)、钴(II)锌(II)配合物),通过元素分析、摩尔电导、红外光谱及其电子光谱对它们的组成和结构进行了表征。与三氧化二砷相比,选择脂肪族有机胂化合物中的2—胂酸基乙酸(ASAC),通过(1)MTT法观察它们对细胞生长的影响,确定了实验用药的最佳浓度,(2)采用倒置显微镜观察实验组和对照组细胞形态学改变,采用透射电镜检测凋亡小体,(3)采用PI染色流式细胞仪检测实验组和对照组细胞凋亡峰和细胞周期的改变,(4)凝胶电泳观察凋亡细胞DNA的“梯形”条带等,观察As_2O_3和ASAC体外对人肝癌细胞SMMC-7721增殖的影响并探讨其作用机制。结果表明: ------As_2O_3和ASAC明显抑制人肝癌细胞SMMC-7721细胞增殖,抑制作用呈剂量依赖性和时间依赖性,且ASAC的抑制作用明显强于As_2O_3,当ASAC浓度为10-7mol.l-1时对正常血管内皮细胞几乎无毒副作用。------通过细胞形态学、流式细胞仪对DNA的测定及DNA凝胶电泳均证实,As_2O_3和ASAC均能诱导SMMC-7721细胞凋亡,在一定浓度范围内,凋亡率与As_2O_3和ASAC的作用时间呈依赖关系,且ASAC作用的效果更好。采用NBT法,对各种芳香族有机胂Schiff碱配合物在不同浓度下的抗超氧阴离子自由基活性进行了测定。测定结果表明:----由于各配合物具有略有畸变的平面正方形构型,使得在歧化O2·-的过程中,易于O2˙ˉ进攻对中心离子的轴向配位,故均表现出较强的活性。且较SOD标准液活性强(同质量浓度比较)。----一方面Cu(Ⅱ)自身价态变化能力强而使其具有一定的歧化O2·-活性,另一方面其特有的d9价电子结构,使得铜配合物的活性最强。同时Cu(Ⅱ)配合物抑制率与浓度呈近对数变化关系。----配体共轭效应能力越强,越有利于超氧离子的歧化,表现为2.4-二羟基苯甲醛缩邻氨基苯胂酸类配合物的模拟SOD催化活性强于2-羟基苯甲醛缩邻氨基苯胂酸类配合物。----对于不同金属配合物,表现为铜(II)配合物最强,钴(II)配合物次之,锌(II)配合物最弱。……   
[关键词]:有机胂化合物;合成;表征;细胞凋亡;超氧化物歧化酶
[文献类型]:博士论文
[文献出处]:重庆大学2002年