一种具有抗炎和抗肿瘤活性的环金属铱配合物及其制备方法和应用

技术领域

本发明涉及医药技术领域，尤其涉及一种具有抗炎和抗肿瘤活性的环金属铱配合物及其制备方法和应用。

背景技术

宫颈癌是影响全球妇女健康和寿命的第二大癌症，对于其的传统治疗方法有手术、放疗、化疗等，但均存在侵袭性强、靶向性差、复发率高的缺点。因此，寻找高效、安全的宫颈癌治疗药物，提高患者生存率和生存质量是当务之急。

目前，诱导细胞凋亡是抗肿瘤药物作用机制中最常见方式之一，而细胞凋亡通路又分为外源性凋亡通路及线粒体凋亡通路。当细胞的线粒体功能障碍时，会产生线粒体膜电位下降、ROS水平升高、ATP生成减少等一系列影响肿瘤细胞正常生理功能的反应。线粒体对细胞凋亡的调控主要表现在影响线粒体膜间隙的促凋亡蛋白(如B细胞淋巴瘤蛋白2(Bcl-2)家族)的释放，它能激活线粒体控制的凋亡效应机制。

炎症又称为“发炎”，分成急性或者慢性炎症，急性炎症载体有着正向辅助作用，而慢性炎症组织可能会通过激活免疫细胞，误导性激活集体防御系统，从而引起机体的各个组织和器官产生炎症，呈现为负向作用。炎症是多种疾病的基础病理过程。当炎症因子刺激机体后，细胞会释放特定的炎症物质，如巨噬细胞产生的白细胞介素-8(IL-8)，肥大细胞释放的组胺，初级细胞分泌的白细胞介素-1(IL-1)、白细胞介素-6(IL-6)以及肿瘤坏死因子-α(TNF-α)等，从而激活NF-κB信号通路，导致机体发生炎症反应。

研究表明，包括癌症在内的多种疾病都与炎症高度相关。尽管临床上已有大量的抗炎药物，但它们大多会引起胃肠道损伤等不良反应。炎症与肿瘤发生、转移和恶化之间关系密切，炎症因子可能对关键的调节机制产生干扰，如细胞凋亡和自噬，进而产生癌症。临床上合并炎症使宫颈癌的治疗增加了难度。炎症的慢性过程可以诱导组织微环境中产生大量的炎症生长因子及活性介质，从而引起基因、DNA等遗传物质的损坏，诱发炎症周围组织的恶性增长并形成肿瘤。另外，在宫颈癌的发生中，存在大量活性氧及自由基，能对宫颈癌上皮细胞造成损伤。这些改变导致其自身的防御功能遭受了破坏，患者更容易受到感染，从而产生炎症。最终，导致机体出现“炎－癌转化”。

因此，发明既能治疗炎症又能治疗肿瘤的药物，对恶性肿瘤合并炎症的病人的临床治疗具有非常重要的意义。

发明内容

有鉴于此，本发明要解决的技术问题在于提供一种具有抗炎和抗肿瘤活性的环金属铱配合物及其制备方法和应用。所述的具有抗炎和抗肿瘤活性的环金属铱配合物具有良好的抗肿瘤和抗炎活性。

本发明提供了一种具有抗炎和抗肿瘤活性的环金属铱配合物，具有式1～3任一结构：

优选的，所述环金属铱配合物的阴离子为PF

上述式1～3分别与阴离子PF

本发明还提供了一种具有抗炎和抗肿瘤活性的环金属铱配合物的制备方法，包括以下步骤：

将4，7-二氯-1，10-菲咯啉分别与式4～6所示结构的铱配合物前体混合并反应得到相应的式1～3所示结构的环金属铱配合物。

优选的，所述X为卤素。

本发明优选的，所述X选自氯原子，上述式4为[Ir(bzq)

在本发明的一些具体实施例中，上述制备方法优选为：

将式4～6所示结构的铱配合物前体：桥连二(7,8-苯并喹啉)-一氯-合铱(III)或桥连二(1-苯基异喹啉)-一氯-合铱(III)或桥连二(2-(2-噻吩基)吡啶)-一氯-合铱(III)和配体4，7-二氯-1，10-菲咯啉在二氯甲烷/甲醇混合溶液中搅拌回流，待反应溶液冷却至室温后，加入过量的饱和六氟磷酸铵溶液，分别析出红褐色或褐色或褐绿色沉淀，过滤，纯化，烘干即得铱配合物Ir1或Ir2或Ir3。

本发明优选的，所述4，7-二氯-1，10-菲咯啉与式4所示结构的铱配合物前体的摩尔比为(1～3):1；更优选为(1～2):1。在本发明的一些具体实施例中，所述摩尔比优选为1:1。

优选的，所述4，7-二氯-1，10-菲咯啉与式5所示结构的铱配合物前体的摩尔比为(1～3):1；更优选为(1～2):1；进一步优选为1:1。

优选的，所述4，7-二氯-1，10-菲咯啉与式6所示结构的铱配合物前体的摩尔比为(1～3):1；更优选为(1～2):1。在本发明的一些具体实施例中，所述摩尔比优选为1:1。

本发明优选的，所述反应的溶剂选自二氯甲烷和甲醇的混合溶剂。

优选的，所述二氯甲烷和甲醇的体积比为(1～4):1；更优选为(1～3):1；进一步优选为2:1。

优选的，所述反应的温度为40℃～55℃。

上述式4～6所示结构的铱配合物前体和配体4，7-二氯-1，10-菲咯啉反应时可以进行避光处理，以保持合成原料的相对稳定性，减少氧化反应，降低反应过程中的光合反应产生的副产物含量。本发明优选的，所述反应完成后还包括以下步骤：

向反应体系中加入饱和六氟磷酸铵溶液，反应结束后除去溶剂并将剩余反应液加入乙醚中析出固体沉淀物得到所述的环金属铱配合物。

本发明还提供了上述具有抗炎和抗肿瘤活性的环金属铱配合物在制备抗肿瘤及抗炎药物中的应用。

本发明所述抗肿瘤的机制为同时诱导细胞凋亡和抑制细胞迁移。所述铱配合物具有很好的抗肿瘤活性，可以作为新的抗肿瘤药物。

优选的，所述抗肿瘤为抗实体瘤。

优选的，所述实体瘤为宫颈癌细胞(HeLa细胞)。

本发明所述配合物具有绿色荧光，能够特异性靶向线粒体，诱导肿瘤细胞发生凋亡和抑制肿瘤细胞的迁移，具有很好的抗宫颈癌活性。

另外，本发明所述的铱配合物在一定浓度范围内对炎症模型细胞的存活率几乎没有影响，可以用于抗炎活性检测。

优选的，所述的炎症模型细胞为RAW264.7细胞。

优选的，所述抗炎针对的炎症为RAW 264.7细胞被LPS诱导产生的炎症反应。

与现有技术相比，本发明提供的具有抗炎和抗肿瘤活性的环金属铱配合物具有式1～3所示结构。所述环金属铱配合物具有绿色荧光，进入细胞后能特异性靶向细胞的线粒体，通过调节线粒体内源性凋亡通路中的Cytochrome c、Bax以及Bcl-2等蛋白的表达量诱导细胞凋亡，具有良好的抗肿瘤活性，并且具有浓度依赖性。另外，所述的环金属铱配合物能够通过下调炎症通路中的p-NF-κB以及p-IκB蛋白的表达量从而抑制LPS诱导的RAW264.7炎症细胞模型的炎症反应，具有良好的抗炎作用。

附图说明

图1为不同浓度配合物Ir1下的RAW264.7细胞存活率图；

图2为RAW264.7细胞炎症因子的mRNA转录水平图；

图3为配合物Ir1对Bax和Bcl-2凋亡蛋白的剂量依赖效应图；

图4为配合物Ir1对p-NF-κB及p-IκB炎症蛋白的剂量依赖效应图。

具体实施方式

为了进一步说明本发明，下面结合实施例对本发明提供的具有抗炎和抗肿瘤活性的环金属铱配合物及其制备方法和应用进行详细描述。

实施例1

(1)配体：4，7-二氯-1，10-菲咯啉购买于Sigma公司

(2)制备配合物Ir1

将4，7-二氯-1，10-菲咯啉配体(0.25mmol，2equiv)及铱配合物前体[Ir(bzq)

元素分析C

实施例2

(1)配体：4，7-二氯-1，10-菲咯啉购买于Sigma公司

(2)制备配合物Ir2

将4，7-二氯-1，10-菲咯啉配体(0.25mmol，2equiv)及铱配合物前体[Ir(piq)

元素分析C

实施例3

(1)配体：4，7-二氯-1，10-菲咯啉购买于Sigma公司

(2)制备配合物Ir3

将4，7-二氯-1，10-菲咯啉配体(0.25mmol，2equiv)及铱配合物前体[Ir(thpy)

元素分析C

实施例4

环金属铱配合物对肿瘤细胞及炎症模型细胞的毒性研究

细胞毒性测试(MTS法)：MTS法是一种测定药物细胞毒性的可靠的、经典的方法，对肿瘤细胞测试的实验步骤如下：

将160μL细胞混悬液以密度为5000个每孔的密度接种在96孔板中。在恒温二氧化碳培养箱中孵育24h后，对细胞进行处理，每孔加入40μL用培养基稀释的7种梯度浓度的环金属铱配合物。继续孵育48h后，分别加入20μL的MTS测试液。然后，再孵育3小时，上机检测吸光度OD值。

HeLa细胞的测试结果如表1所示：

表1HeLa细胞的毒性测试数据

IC

配合物Ir1对RAW264.7细胞毒性的影响如图1所示，图1为不同浓度配合物Ir1下的RAW264.7细胞存活率图。其中，存活率％＝加药孔平均OD值/对照孔平均OD值×100％。如图1所示，RAW264.7细胞的IC

另外，当配合物Ir1的浓度小于等于0.5μM时，RAW264.7的存活率大于80％，因此可选择小于等于0.5μM的浓度做后续的抗炎研究试验。

实施例5

通过实时荧光定量qRT-PCR检测铱配合物对RAW264.7细胞的TNF-α、IL-6、IL-1β的mRNA表达量的影响，判定配合物Ir1的抗炎活性。

实时荧光定量qRT-PCR法：将RAW264.7细胞培养至对数生长期，以2×10

表2特异性基因引物及其序列

用Super Real PreMix Plus荧光定量预混试剂，反应体积为20μL。条件:预变性95℃，15min；40cycles of；变性95℃，10s；退火60℃，20s；延伸72℃，32s。采用SybrGreen ER荧光检测系统方法计算结果，对目标基因进行相对定量分析，以β-actin为内参基因，对照Ct值归一化处理，采用2

图2为RAW264.7细胞炎症因子的mRNA转录水平图。如图2所示，与空白组(Control组)相比，LPS刺激RAW264.7细胞组的炎症因子mRNA转录水平明显提高，表明造模成功。与LPS组对比，配合物Ir1组的IL-1β，IL-6和TNF-α的mRNA表达水平均明显下降。实验证明，配合物Ir1具有抑制炎症相关因子释放的作用。

图3为配合物Ir1对Bax和Bcl-2凋亡蛋白的剂量依赖效应图。将HeLa细胞或RAW264.7细胞接种在60mm细胞培养皿中，当细胞密度增长至70％左右，加入3种浓度的配合物Ir1，贴壁孵育24h后，裂解细胞并收集蛋白。将加入上样缓冲液的蛋白样品进行变性，高温变性10min。接着，用凝胶电泳分离不同分子量的蛋白，再进行转膜，封闭，一抗孵育和二抗孵育，最后进行蛋白条带的显影。Bax/Bcl-2是一对经典的凋亡蛋白，而Cytochrome c(细胞色素c)的释放是线粒体凋亡通路中细胞凋亡的标志性事件。

如图3所示，结果表明，随着配合物Ir1浓度的增加，Cytochrome c(Cyto-c)、Bax的蛋白表达量逐渐增加，而Bcl-2的蛋白表达量减少，表明配合物Ir1可以诱导细胞凋亡，具有良好的抗肿瘤活性。

另一方面，核因子-κB(NF-κB)信号通路是经典的炎症反应通路，正常状态下，NF-κB与抑制性蛋白IκB结合，处于非活性状态，当它被LPS等炎症刺激因素激活后，IκB被降解，而NF-κB也会游离至细胞核里面，与靶基因的IκB序列结合，从而诱导相关炎症因子基因的转录。图4为配合物Ir1对p-NF-κB及p-IκB炎症蛋白的剂量依赖效应图。

如图4所示，与对照组相比，LPS组的NF-κB及IκBα蛋白表达量明显上升，而与LPS模型组对比，随着配合物Ir1的浓度升高，p-NF-κB及p-IκBα蛋白的表达量逐渐下降，表明其能够抑制炎症因子的生成，具有良好的抗炎作用。

综上可知，本发明所述的环金属铱配合物通过调节线粒体内源性凋亡通路中的Cytochrome c、Bax以及Bcl-2等蛋白的表达量诱导细胞凋亡，具有良好的抗肿瘤活性，并且具有浓度依赖性。另外，所述的环金属铱配合物能够通过下调炎症通路中的p-NF-κB以及p-IκB蛋白的表达量从而抑制LPS诱导的RAW264.7炎症细胞模型的炎症反应，具有良好的抗炎作用。

以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的方法及其核心思想。应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以对本发明进行若干改进和修饰，这些改进和修饰也落入本发明权利要求的保护范围内。