[发明专利]含有N-杂环卡宾配体的钯(II)配合物、合成、以及在癌症治疗中的应用

说明书

描述了在生物硫醇的存在下稳定的钯(II)N‑杂环卡宾（NHC）配合物。代表性配合物[Pd(C^N^N)(N,N’‑nBu₂NHC)](CF₃SO₃)（Pd1d，HC^N^N=6‑苯基‑2,2’‑联吡啶，N,N’‑nBu₂NHC=N,N’‑二正丁基咪唑鎓）对癌细胞系表现出有效的杀伤活性，但是对正常的人成纤维细胞系的细胞毒性较小。

技术领域

本文中描述了在生物硫醇的存在下稳定的钯(II)N-杂环卡宾（NHC）配合物，其对癌细胞系显示出有效的杀伤活性。

发明背景

除催化之外，人们越来越关注扩展钯配合物的应用范围，如功能性分子材料和有机电子学。在这方面，钯(II)配合物近来已经研究作为潜在的抗癌化疗剂。自20世纪80年代以来已经报道了钯配合物的抗增殖特性。大多数报道的钯(II)配合物显示出一定的DNA结合特性。但是，仅有少数钯(II)配合物表现出良好的体内抗癌活性。开发抗癌钯(II)配合物的主要挑战是它们对含硫生物分子如谷胱甘肽（GSH）不合意的高反应性以及在生理条件下容易发生取代反应，导致低体内稳定性和多种形态，这使得潜在的治疗应用变得复杂。

发明概述

抑制酶（如组蛋白脱乙酰酶、端粒酶、拓扑异构酶、硫氧还蛋白还原酶和蛋白激酶）的活性的金属配合物可以有效用于治疗癌症，包括具有耐药性的那些。本文中描述了生理上稳定的抗癌金属配合物，其有利于尽量减少影响生物活性和药代动力学性质的多种形态。通过引入强金属-碳键和多齿配体作为抑制金属配合物脱金属的有效途径，部分实现了所述优点。N-杂环卡宾（NHC）是强σ-供体配体，其可以与大多数过渡金属离子形成稳定的金属-卡宾键。此外，NHC本身相对无毒，并可以容易地制备NHC的通用结构。

与三齿钳形配体的螯合效应所提供的改善的稳定性一起，本文中描述了一系列含有NHC配体的抗癌环金属化钯(II)配合物[Pd(C^N^N)(NHC)]⁺，其在生物硫醇的存在下是稳定的。该钯(II)NHC配合物表现出体外细胞毒性，和体内抗癌活性。蛋白质组学和随后的生化分析显示该配合物诱导线粒体功能障碍并抑制促进表皮生长因子受体途径的癌症。

附图概述

图1显示了可以如下例示的作为抗癌药物的含有N-杂环卡宾（NHC）配体的环金属化钯(II)配合物的一系列化学结构。

图2显示了通过ICP-MS定量的钯的细胞摄取。HeLa、NCI-H1650和正常CCD-19Lu细胞用该钯配合物（5 µM）处理3小时。

图3显示了a）获自用Pd1d处理的HeLa细胞的蛋白质组学数据的Keynode网络分析，显示Pd1d作用于EGFR/Grb2途径。b-d）Pd1d对EGFR信号传导的抑制效果。癌细胞用所述浓度的Pd1d处理2小时。用EGF（50 ng/mL）刺激EGFR 15分钟后，收获细胞并裂解，通过Western印迹法分析EGFR（pEGFR）及其下游蛋白激酶（pERK）的活化/磷酸化。b）HeLa宫颈癌细胞，c）NCI-H460肺癌细胞，d）HCC-827肺癌细胞。

图4显示了a）用溶剂或Pd1d经8次重复剂量的腹腔内注射治疗17天的带有NCI-H460异种移植物的小鼠的平均肿瘤体积。误差条显示标准偏差，n = 5，*表示与溶剂对照物相比p0.05。b）不同组的小鼠的体重。

图5显示了提出的[Pd(C^N^N)(NHC)]⁺的抗癌作用机理。

图S1显示了298 K下在CD₃CN中的Pd1b的500 MHz ¹H-¹H COSY NMR谱：a）¹H-¹H COSYNMR谱。b）¹H-¹H NOESY NMR谱。c）¹H NMR谱。