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目前,研究者致力于研发抗肿瘤药物的先导化合物,其中,生物靶分子是研究的热点之一。科学家发现,人体中有一种由鸟嘌呤(G)核酸重复序列形成的G-四链体结构。研究发现,G-四链体结构与癌症有关系,为抗肿瘤药物的研发提供了新机遇。通过结合G-四链体结构的化合物,可以诱导DNA的G-四链体结构的形成或稳定其结构,并抑制肿瘤的增殖,从而达到抗癌的效果。拥有G-四链体高选择性、G-四链体高稳定性和良好生物相容性的G-四链体荧光探针研发,将为G-四链体结构检测、G-四链体分布及功能研究提供重要检测工具。对进一步研究小分子配体与G-四链体之间的相互作用和发展靶向核酸的治疗药物具有重要意义。新霉素是一种氨基糖苷类抗生素,近年来研究者发现新霉素可以作为结合并稳定G-四链体的小分子配体,它能够与G-四链体的沟槽相结合,从而稳定G-四链体结构。本论文将通过亲脂性碳链以缀合方式将花菁素类荧光染料Cy5.5与新霉素相连,设计、合成一种新型荧光标记的新霉素分子探针Neo-1,研究其对小鼠乳腺癌细胞活性的影响。进一步在分子水平上探讨研究Neo-1抑制小鼠乳腺癌4T1细胞的作用机制。采用亲脂性碳链以缀合方式将花菁素类荧光染料Cy5.5与新霉素相连,设计、合成一种新型荧光标记的新霉素分子探针,Neo-1。以小鼠乳腺癌4T1细胞为模型,用MTS法考察探针分子对肿瘤细胞增殖能力的影响。以小鼠乳腺癌4T1细胞为模型,采用激光共聚焦荧光成像的方法考察化合物Neo-1对肿瘤细胞的成像能力,同时利用核糖体追踪试剂对化合物Neo-1在肿瘤细胞成像区域进行了定位研究。在分子水平上探讨化合物Neo-1对肿瘤细胞成像与治疗作用的机制。采用圆二色谱方法和荧光偏振法在分子水平上对化合物Neo-1与G-四链体的结合能力与结构稳定能力进行研究。研究表明新型荧光化合物Neo-1具有高荧光发射信号和良好的生物相容性。细胞增值抑制实验结果显示化合物Neo-1可抑制小鼠乳腺癌4T1细胞的增殖,随着化合物Neo-1浓度的增加,抑制能力增强,且具有时间-浓度依赖性,IC50值为12.0 μM。通过PI单染色法流式细胞检测化合物Neo-1对小鼠乳腺癌4T1细胞分布的影响可知,随着化合物Neo-1作用浓度的增加,处于G0/G1期的细胞显著降低(P<0.05),并从63.98%降至39.90%。相比之下,S期细胞从34.02%显著增加至56.25%。因而推断化合物Neo-1可以阻滞4T1细胞于S期,从而抑制细胞的增殖。通过激光共聚焦荧光成像研究化合物Neo-1在肿瘤细胞中的作用位点,其结果显示化合物Neo-1分散在肿瘤细胞质中,并且具有核糖体高靶向性。运用荧光偏振法与圆二色谱热熔点法研究探针分子Neo-1与体外形成的两种RNA G-四链体(bcl-2和TRF2 RNA G-四链体)的相互作用,其结果显示探针分子Neo-1能够结合并稳定G-四链体结构。其中化合物Neo-1作用于bcl-2 RNA G-四链体ATm为5℃;作用于TRF2 RNA G-四链体ATm为3.75℃。综上所述,新型荧光化合物Neo-1具有高荧光发射信号、G-四链体高选择性、高特异性结合能力同时具有良好的生物相容性,在以小鼠乳腺癌4T1细胞为模型的研究中,化合物Neo-1可通过结合并稳定G-四链体结构实现肿瘤的诊断。