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近年来近年来,各种细菌引起的感染等问题严重影响了人们的身体健康,鉴于微生物对药物的耐药性,加快研发新型抗菌药物已迫在眉睫。恶性肿瘤也严重危害人类的生命和生活质量。由于耐药性,副作用及预后差等一系列原因,新型抗肿瘤药物的研发是十分必要的。自从顺铂被用于抗癌药物以来,发现许多非铂类金属配合物同样对人及实验动物的肿瘤具有抑制作用,因此大量的过渡金属配合物就被合成了出来,同时也对它们的抗癌性质和抗菌性质进行了筛选。吡唑啉酮金属配合物具有易合成,性质稳定,结构改造方便等优点,以它广泛的药理学性能引起了人们的关注,这些药理学性能包括细胞毒性、抗炎作用、抗微生物、抗氧化剂、抗病毒、口服治疗低血糖等。吡唑啉酮广泛和多样的化学形态使人们在新药研究中对它产生了巨大的兴趣。本研究以4-酰基吡唑啉酮与酰肼或醛腙的Schiff(?)碱缩合物作为配体的过渡金属的配合物,对其抗肿瘤作用以及抗菌作用进行了活性比较,研究了其与DNA相互作用与其生物活性之间的关系,并对其体内抗肿瘤的荷瘤小鼠模型进行研究,进而对其抗肿瘤的作用信号通路进行了研究与探讨。本研究包括以下三个部分：1.吡唑啉酮金属配合物的抗肿瘤、抗菌活性筛选及与DNA的相互作用本研究以11种4-酰基吡唑啉酮金属配合物为材料,对其抗肿瘤细胞增殖活性及对革兰氏阴性菌和革兰氏阳性菌的抑菌活性进行了筛选,研究了该类配合物与DNA的相互作用的紫外光谱性质及荧光光谱性质,并对他们与EB竞争结合的作用进行了评价。揭示了该类配合物抗肿瘤和抑菌活性可能的作用机制,为该类药物的开发与应用奠定了基础。结果表明,11种吡唑啉酮金属配合物中有5种具有抗肿瘤活性,这5种配合物对HeLa和Eca-109细胞的抗肿瘤作用效果类似,带有PMPP配体的吡哗啉酮金属配合物中,以Cu和Cd为金属离子的Cu-PMPP-SAL和Cd-PMPP-SAL的抑癌活性要高于以其它金属离子的配合物。以PMBP,PMpep和Ppepp为配体的金属化合物抑癌活性均低于以PMPP为配体的配合物。5种吡唑啉酮金属配合物对金黄色葡萄球菌(Staphylococcus aureus)、粪肠球菌(Distribution)、福氏志贺氏菌(Shigella flexneri)和臭鼻克雷伯菌Klebsiella penumoniae)均具有一定的抑菌作用,其中Cd-PMPP-SAL对革兰氏阳性菌金黄色葡萄球菌具有较好的抑制效果,能够与DNA发生静电结合作用而使DNA的紫外吸收光谱呈现减色效应。2. Cd-PMPP-SAL诱导Eca-109细胞凋亡机制的研究本研究以筛选的活性较好的食管癌Eca-109细胞以及活性较好的配合物Cd-PMPP-SAL为研究对象,进行了诱导肿瘤细胞凋亡信号通路的研究,确定其通过线粒体相关途径诱导细胞凋亡以及相关蛋白表达量的变化。结果表明Cd-PMPP-SAL对Eca-109细胞具有优良的体外抗细胞增殖活性,其IC50值为3.5μg/mL,肿瘤细胞发生了凋亡,Cd-PMPP-SAL的诱导凋亡是通过caspase相关蛋白信号途径完成的,与细胞内活性氧(reactive oxygens pecies,ROS)依赖型线粒体途径相关,Cd-PMPP-SAL能够诱导细胞内细胞色素C(cyt-c)含量上升,PARP蛋白裂解成活性小片段,caspase-3,-7,-9蛋白也随着Cd-PMPP-SAL浓度增加而逐渐裂解成较小的活性片段,细胞凋亡与这几种蛋白的表达相关。细胞内Bax蛋白水平上升,Bcl-2蛋白水平下降,Bax/Bcl-2的比值逐渐增加,说明细胞凋亡与Bax/Bcl-2蛋白的比值变化有关。3. Cd-PMPP-SAL对B16细胞的体内外抗肿瘤作用以及凋亡机制的研究检测了Cd-PMPP-SAL对B16细胞体内外抗肿瘤作用及其机制和体内相关蛋白的表达,实验结果表明Cd-PMPP-SAL抑制B16细胞增殖ICso值为4.15μg/mL;能够诱导B16细胞发生早期凋亡；细胞的凋亡率显著大于坏死率；细胞核DNA被逐渐切割成180-200bp的小片段；凋亡细胞的形态发生了改变,使Hoechst33258染料染色加深,并可见凋亡小体；Cd-PMPP-SAL诱导B16细胞凋亡与caspase家族蛋白caspase-3,-7,-9的激活有关。在体内实验中,我们用C57小鼠建立B16细胞小鼠体内移植瘤模型,并进行了小鼠体内抑瘤实验,对小鼠的体重、肿瘤的体积、抑瘤率和小鼠的脾重进行测量。对小鼠的肿瘤以及肝,肺进组织行行HE石蜡切片染色,对小鼠肿瘤组织利用免疫组化法检测其VEGF以及FGF2蛋白的表达水平变化,末端标记法(TUNEL)检测其组织细胞凋亡阳性率。实验结果说明Cd-PMPP-SAL抑制小鼠肿瘤体积的增长,在体内无明显的毒副作用；Cd-PMPP-SAL使小鼠肿瘤细胞间的结构变得松散,细胞内血管发生萎缩,但肝脏和肺脏组织没有明显的损伤；Cd-PMPP-SAL诱导小鼠肿瘤中VEGF以及FGF2的表达降低,通过抑制血管生成的方式抑制肿瘤组织的生长,TUNEL末端标记法显示小鼠肿瘤凋亡阳性细胞阳性率逐渐上升,细胞发生了凋亡。总而言之,吡唑啉酮金属配合物具有较好的抗肿瘤和抗菌活性,其中Cd-PMPP-SAL活性较好,其抗菌机制是与DNA发生结合作用造成的,其抗肿瘤机制是依赖ROS的线粒体途径,细胞凋亡与凋亡相关蛋白、caspase家族蛋白以及Bcl-2家族蛋白相关。