癌症是威胁人类健康的重大疾病,已成为全球人口死亡的重要原因。铂类金属抗癌药物在临床治疗癌症中有着举足轻重的作用。但是,受严重的如耳毒性,肾毒性及神经毒性等毒副作用的影响,以及先天和获得性耐药性的影响,铂类金属抗癌药物在临床使用中受到了极大的限制。为了克服传统铂类药物的不足,提高抗癌活性,人们对新型铂类抗癌药物的开发给予了大量的尝试,特别是基于DNA损伤修复机制策略的研究。本论文主要围绕开发新型铂类配合物并对其规避耐药性的作用机理进行研究。铂类抗肿瘤药物在使用中产生的耐药性主要与DNA损伤修复机制有关。有效的规避损伤修复有利于克服耐药性,提高抗肿瘤效果。我们对课题组合成的以萘酰亚胺为DNA靶向基团的新型阳离子单功能单吡啶铂(Ⅱ)配合物,cis-[Pt(NP)(NH3)2Cl]NO3,{PNP,NP=N-(2-ethylpyridine)-1,8-naphthalimide}和cis-[Pt(NPBr)(NH3)2Cl]NO3,{PNPBr,NPBr=4-Bromine-N-(2-ethylpyridine)-1,8-naphthalimide}进行了系列的抗肿瘤效果及机理研究。PNP的细胞毒活性要明显优于PNPBr和顺铂,尤其对于MCF-7细胞。PNP在体内具有较强的抗癌效果且系统毒性较低。PNP可以有效的利用共价与非共价的模式与DNA结合。除进入细胞核,产生明显的DNA损伤及DNA损伤修复抑制外,PNP还能够部分进入线粒体,导致mtDNA损伤,并影响线粒体编码的下游基因的转录表达。除此之外,PNP还干扰线粒体的生理过程,诱导细胞凋亡。PNP作为一种双重的核DNA和线粒体DNA损伤试剂,能够增强对DNA的损伤并规避DNA损伤修复,具有克服肿瘤耐药性的潜力。基于我们课题组前期实验工作中对单功能铂配合物(Mono-Pt)的研究,我们对诱导细胞发生自噬性细胞死亡中线粒体相关机制进行机理探索,以期解释其独特的不以DNA为作用靶点的抗肿瘤机制。我们重新对细胞毒活性进行了验证。Mono-Pt对顺铂耐药的卵巢癌细胞Caov-3具有较好的增殖抑制效果,而且对人正常肾上皮细胞的毒性比顺铂低。Mono-Pt不仅在细胞核内有大量的富集,同时在线粒体内也有较大程度的聚集。Mono-Pt能够破坏线粒体氧化呼吸链,刺激肿瘤细胞线粒体活性氧升高,抑制ATP产生,影响细胞的能量代谢。进一步的研究表明Mono-Pt能够对mtDNA编码的下游电子传递链相关蛋白的部分基因表达及蛋白表达产生抑制作用。Mono-Pt虽然不能与核DNA相互作用,但可以影响线粒体的能量代谢。Mono-Pt通过规避与DNA的相互作用,诱导的线粒体功能失能可能部分参与Mono-Pt诱导的自噬性细胞死亡的发生,从而克服铂类药物的耐药性。肿瘤血管能够为肿瘤的生长和随后的转移来提供营养和氧气,同时可以为肿瘤细胞的转移提供运输途径。作为乳腺癌中侵袭性强的一种亚型,三阴性乳腺癌(Triple-negative breast cancer,TNBC)极易发生转移,预后比较差。铂类药物是临床治疗乳腺癌使用较多的化疗试剂,但肿瘤细胞极易对其产生耐药性且铂类药物对术后的肿瘤转移治疗效果甚微,目前还没有有效的药物来治疗三阴性乳腺癌。在本研究中,我们将DNA损伤试剂顺铂与肿瘤血管阻断剂结合,设计了一种Pt(Ⅳ)前体药物(PDMA),其抗肿瘤作用效果优于顺铂,体内毒性较低。PDMA能够通过胞内还原物种的作用还原成Pt(Ⅱ)活性物种及轴向肿瘤血管阻断剂,Pt(Ⅱ)活性物种与胞内DNA作用,增强DNA的双链损伤效果,而肿瘤血管阻断剂通过破坏肿瘤血管网络及抑制新生血管形成,从而抑制癌细胞的迁移。从增强药物摄取及阻断肿瘤营养供给出发,PDMA有望克服肿瘤细胞对顺铂的耐药性,并进一步抑制肿瘤细胞的转移。综上所述,本论文通过合成新型的DNA靶向性单功能铂配合物并对其作用机制进行研究,阐明了其规避DNA损伤修复,增强细胞毒性,并克服肿瘤耐药性的作用机制;通过对课题组已报道的单功能铂配合物进行进一步的机理研究,寻找出除细胞核DNA外的潜在作用靶点,揭示其规避与DNA作用,诱导自噬性细胞死亡,克服肿瘤耐药性的机制;通过提高药物摄取增强DNA损伤,并通切断对肿瘤细胞的营养供给的肿瘤血管,实现抗转移,抗血管的协同作用从而提高铂类药物的治疗效果,克服耐药细胞对铂类药物的耐药问题。