曲小姝，劉樹萍，楊艷艷

(1.吉林化工學(xué)院化學(xué)與制藥工程學(xué)院，吉林 吉林 132022；2.哈爾濱商業(yè)大學(xué)旅游與烹飪學(xué)院，黑龍江 哈爾濱 150076)

唑類分子修飾的Dawson結(jié)構(gòu)磷鎢酸體外抗腫瘤活性比較研究

曲小姝1，劉樹萍2，楊艷艷1

(1.吉林化工學(xué)院化學(xué)與制藥工程學(xué)院，吉林 吉林 132022；2.哈爾濱商業(yè)大學(xué)旅游與烹飪學(xué)院，黑龍江 哈爾濱 150076)

對唑類修飾的Dawson結(jié)構(gòu)磷鎢酸化合物[Cr(H2O)6][BTA]3[P2W18O62]·12H2O(1)(BTA=苯并三氮唑)，[Na(BTA)2(H2O)2]2[{Cd(BTA)4(H2O)}2(P2W18O62)]·6H2O(2)(BTA=苯并三氮唑)和[Na2(Himi)2(H2O)2](Himi)2[P2W18O62]·6H2O(3)(Himi=咪唑)進行了體外抗腫瘤活性研究.應(yīng)用MTT法分析化合物1-3對人的宮頸癌HeLa細胞、卵巢癌SKOV-3細胞、肝癌HepG2細胞、神經(jīng)母細胞瘤SHY5Y細胞，以及正常對照人臍靜脈內(nèi)皮ECV304細胞的增殖抑制活性.結(jié)果表明：化合物1對HeLa細胞具有明顯的抑制作用，且呈劑量依賴性，IC50為16.4 μmol/L，其半數(shù)有效濃度較小，具有進一步研究價值；化合物2和化合物3對SKOV-3有抑制作用，IC50分別為65.2和67.2 μmol/L.

唑類修飾的Dawson結(jié)構(gòu)磷鎢酸；抗腫瘤；體外研究

多金屬氧酸鹽又稱多酸 (polyoxometalates，POMs)，通常是由前過渡金屬，如釩(V)、鈮(Nb)、鉭(Ta)、鉬(Mo)、鎢(W)等以高價態(tài)形式與氧原子相連而形成的金屬氧簇類配合物.MO6八面體和 MO4四面體是多酸的主要結(jié)構(gòu)單元，這些多面體通過共角、共邊或共面的形式相互連接形成了各種類型的多陰離子結(jié)構(gòu).[1]1971年Raynaud等首次報道了雜多陰離子[SiW12O40]4-的抗病毒活性，開創(chuàng)了多酸的藥物化學(xué)[2].迄今為止，已報道具有各種藥物活性的多酸達200多種[3-4]，包括抗艾滋病[5-7]、抗腫瘤[8-9]、抗病毒[10-11]、抗菌[12]等.多酸藥物具有以下優(yōu)點：多酸的優(yōu)異性質(zhì)，如極性、氧化還原電勢、表面電荷分布、形狀和酸度對生物大分子靶識別可以產(chǎn)生重要影響；可以通過用d區(qū)或p區(qū)元素離子代替d0過渡金屬陽離子，或者在POMs上共價連接與人體生理環(huán)境相匹配的有機基團來設(shè)計合成新型多酸藥物分子.

Dawson結(jié)構(gòu)磷鎢酸是一種經(jīng)典的多酸，多陰離子結(jié)構(gòu)為[P2W18O62]6-.它的游離酸、鉀鹽、銨鹽具有抗艾滋病毒、流感病毒、呼吸道合胞病毒、小鼠白血病肉瘤病毒的作用[3]；K6(P2W18O62)·H2O具有顯著的抑制人乳腺癌MCF-7細胞增殖和誘導(dǎo)細胞凋亡的活性[13].

唑類化合物如咪唑、苯并咪唑、苯并三氮唑及其衍生物是生物醫(yī)藥領(lǐng)域最受青睞的化合物種類之一.一方面，唑類衍生物的苯環(huán)及咪唑環(huán)上均能很容易引入取代基，這為生物活性分子的篩選提供了巨大的結(jié)構(gòu)多樣性空間，使得該類化合物在抗腫瘤、抗菌、抗病毒、消炎和殺蟲等方面具有廣譜的生物活性；另一方面，唑類衍生物的物理、化學(xué)及生物學(xué)穩(wěn)定性也使其更具有成藥性，已成為化學(xué)領(lǐng)域研究的熱點之一.[14-15]

本文依據(jù)分子設(shè)計思想，將唑類分子組裝到Dawson結(jié)構(gòu)磷鎢酸中，期望這種雜化物的有機和無機部分能夠產(chǎn)生協(xié)同效應(yīng)，形成具有雙活性中心的多酸藥物.通過常規(guī)水溶液合成方法，獲得了3種唑類修飾的Dawson結(jié)構(gòu)磷鎢酸化合物1-3(分子結(jié)構(gòu)如圖1所示)[16-17].本文應(yīng)用MTT法比較研究這3種化合物對人的宮頸癌HeLa細胞、卵巢癌SKOV-3細胞、肝癌HepG2細胞、神經(jīng)母細胞瘤SHY5Y細胞，以及正常對照人臍靜脈內(nèi)皮ECV304細胞的增殖抑制活性.

1 實驗部分

1.1 試劑與儀器

試劑：3-(4，5-二甲基噻唑-2)-2，5-二苯基四氮唑溴鹽(MTT)及DMSO購自美國Sigma公司；胎牛血清、RPMI 1640 (pH為7.0～7.2)、胰蛋白酶均購自Gibco公司；雙抗(青霉素鈉、硫酸鏈霉素)購自西安制藥公司；化合物1-3為自制單晶，結(jié)構(gòu)經(jīng)過X射線單晶衍射、紅外光譜、元素分析表征，精密稱取化合物1-3溶于DMSO中，再用含10%滅活新生小牛血清的RPMI-1640培養(yǎng)液稀釋成終濃度為100 mmol/L的母液，4℃保存?zhèn)溆?；人的宮頸癌HeLa細胞、卵巢癌SKOV-3細胞、肝癌HepG2細胞、神經(jīng)母細胞瘤SHY5Y細胞及正常對照人臍靜脈內(nèi)皮ECV304細胞株由吉林醫(yī)藥學(xué)院科學(xué)實驗室保存.

儀器：蘇州蘇靜集團FLB-lB型超凈工作室；美國SHELL/JB型CO2恒溫細胞培養(yǎng)箱；日本OlYMPUS倒置相差顯微鏡；日本KA-1000型低速離心機；BIORAD公司680型酶標(biāo)儀.

1.2 MTT法測腫瘤細胞活力

用標(biāo)準(zhǔn)培養(yǎng)基培養(yǎng)細胞，用CO2細胞培養(yǎng)箱孵育細胞，每2～3 d換液1次.細胞呈單層生長到70%～90%即可進行細胞傳代.把對數(shù)生長期的腫瘤細胞調(diào)成密度為1×105個/mL，在96孔培養(yǎng)板中每孔加入200 μL密度為1×105個/mL的腫瘤細胞懸液，在37℃、體積分數(shù)為5%的CO2中培養(yǎng)，24 h后把腫瘤細胞分成空白對照組及實驗組(0.1，1，10，20，50及100 μmol/L的化合物1-3溶液共6組)兩大組，用培養(yǎng)基稀釋液分別培養(yǎng)24 h.培養(yǎng)結(jié)束后每孔加入新鮮配制的MTT溶液20 μL，溫育4 h使MTT還原為甲瓚，當(dāng)在倒置顯微鏡下看到孔板內(nèi)的細胞周圍出現(xiàn)絲狀紫色結(jié)晶體時倒掉上清液，每孔加DMSO 150 μL震蕩溶解細胞，用平板搖床搖勻后，使用酶標(biāo)儀測定光密度值(OD)(檢測波長570 nm).計算增殖抑制率公式：增殖抑制率= (1-藥物試驗組吸光度值/對照組吸光度值)×100%.重復(fù)試驗3次，取平均值.

2 結(jié)果與討論

2.1 化合物1對腫瘤細胞的增殖抑制作用

由于活細胞的線粒體具有還原MTT形成紫色化合物的能力，該化合物在570 nm波長下有強吸收.細胞死亡或增殖功能下降時，還原MTT的能力下降，570 nm波長下吸光度值會降低(如圖2a所示)，與對照組比較，不同濃度的化合物1可使HeLa細胞的OD值明顯減小，表明化合物1對HeLa細胞具有明顯的抑制作用，半數(shù)抑制濃度IC50為16.4 μmol/L，且隨著濃度的增加細胞的存活率下降，具有藥物劑量依賴性.但對SKOV-3，HepG2，SHY5Y和ECV304細胞增殖無明顯抑制作用，說明該化合物對腫瘤細胞系有一定的特異性，表明其具有較低的毒性.

2.2 化合物2對腫瘤細胞的增殖抑制作用

a為化合物1；b為化合物2；c為化合物3圖2 不同濃度的化合物1-3對腫瘤細胞的增殖抑制作用

化合物2對SKOV-3的抑制作用見圖2b，半數(shù)抑制濃度IC50為65.2 μmol/L，隨著化合物2濃度的增加細胞的存活率下降，具有藥物劑量依賴性.對HeLa，HepG2，SHY5Y和ECV304細胞增殖抑制作用均很弱，IC50分別為178.3，176.2，212.3和251.2 μmol/L.

2.3 化合物3對腫瘤細胞的增殖抑制作用

化合物3對SKOV-3的抑制作用見圖2c，半數(shù)抑制濃度IC50為67.2 μmol/L，隨著化合物3的濃度增加細胞的存活率下降，具有藥物劑量依賴性.對HeLa，HepG2，SHY5Y和ECV304細胞基本無增殖抑制作用.

3 結(jié)論

用腫瘤細胞系體外培養(yǎng)模型篩選抗腫瘤備選藥物是目前新藥研究的基本方法，選用化合物1-3對人的宮頸癌HeLa細胞、卵巢癌SKOV-3細胞、肝癌HepG2細胞、神經(jīng)母細胞瘤SHY5Y細胞及正常對照人臍靜脈內(nèi)皮ECV304細胞的增殖抑制活性進行了對比研究.研究結(jié)果表明：化合物1對HeLa細胞具有明顯的抑制作用，IC50為16.4 μmol/L；化合物2和化合物3對SKOV-3有抑制作用，IC50分別為65.2和67.2 μmol/L.化合物1-3僅對某一種腫瘤細胞有較強抑制作用，且對正常對照人臍靜脈內(nèi)皮細胞ECV304細胞的增殖均無抑制作用，這說明化合物1-3對腫瘤細胞系有一定的特異性，表明其可能具有較低的毒性.化合物1-3對腫瘤細胞的增殖抑制呈劑量依賴性，半數(shù)有效濃度較小，具有進一步研究價值，可為多酸藥物在腫瘤治療領(lǐng)域的開發(fā)應(yīng)用提供依據(jù).

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(責(zé)任編輯：石紹慶)

Comparative study of in vitro anti-tumor activity of Dawson-type polyoxometalates decorated by azoles

QU Xiao-shu1，LIU Shu-ping2，YANG Yan-yan1

(1.Chemical and Pharmaceutical Engineering Institute，Jilin Institute of Chemical Technology，Jilin 132022，China；2.College of Tourism and Cusine，Harbin University of Commerce，Harbin 150076，China)

This paper is studied the in vitro anti-tumor activity of three Dawson-type polyoxometalates decorated by azoles [Cr(H2O)6][BTA]3[P2W18O62]·12H2O(1) (BTA=benzotriazole)，[Na(BTA)2(H2O)2]2[{Cd(BTA)4(H2O)}2-(P2W18O62)]·6H2O(2) (BTA = benzotriazole)，[Na2(Himi)2(H2O)2](Himi)2[P2W18O62]·6H2O(3) (Himi=imidazole).The inhibitory effect of compound 1-3 on the growth of human cervical carcinoma Hela cell line，human hepatoma HepG2 cell line，neuroblastoma SHY5Y cell line，ovarian carcinoma SKOV-3 cell line and human umbilical vein endothelial 304 cell line were studied by MTT assay.The results show that compound 1 can inhibit HeLa cell proliferation with IC50of 16.4 μmol/L and showing dose-dependent.The value is very low，suggesting it has further research value.Compound 2 and 3 can inhibit SKOV-3 cell proliferation with IC50of 65.2 and 67.2 μmol/L.

Dawson-type polyoxometalates decorated by azoles；anti-tumor；in vitro study

1000-1832(2015)04-0093-04

10.16163/j.cnki.22-1123/n.2015.04.020

2014-12-26

國家自然科學(xué)基金資助項目(21301041)；吉林省教育廳科學(xué)技術(shù)研究項目(2015431)；吉林市科技計劃項目(20156418)；吉林化工學(xué)院科學(xué)技術(shù)研究項目(201343，2015031).

曲小姝(1974—)，女，博士，教授，主要從事多酸化學(xué)研究；通訊作者：楊艷艷(1981—)，女，博士，副教授，主要從事多酸化學(xué)研究.

O 621.3 [學(xué)科代碼] 150·20

A