がん細胞選択的に毒性を発現する二核銅錯体の開発及びその構造と活性の因果関係の解明

开发对癌细胞选择性表现出毒性的双核铜络合物，并阐明其结构和活性之间的因果关系

基本信息

批准号：
22KJ2996
负责人：
畑真知
金额：
$ 1.47万
依托单位：
Doshisha University
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for JSPS Fellows
财政年份：
2023
资助国家：
日本
起止时间：
2023-03-08 至 2024-03-31
项目状态：
已结题

项目摘要

申請者は、昨年迄にフェノールの2,6位に環状アミンのcyclen、4位にDNA標的フェナントニル基をamide-tetherで導入した配位子の二核銅錯体では、DNA標的を持たないオリジナルの二核銅錯体に比べてがん細胞選択的細胞毒性が大きく向上することを見出した。今年度は、がん細胞選択的細胞毒性に及ぼすDNA標的部位の役割の明確化に向け、DNA標的部位とPEG鎖長を変えた新規錯体を合成した。その結果、鎖長が短い錯体がDNA二本鎖切断(dsb)を促進、がん細胞選択的細胞毒性が向上した。また、フェナントニル基の代わりにメチル基を導入した錯体は、PEG鎖の効果でdsbは促進したが、細胞毒性は低かった。以上より、DNAに結合するフェナントニル基を持つ錯体は、細胞内でもDNAと特異的に結合して細胞毒性を大きく向上することが分かった。さらに、FACS、共焦点顕微鏡による細胞内挙動の可視化、カスパーゼ活性評価により、フェナントニル基を持つ錯体はミトコンドリアに集積後、ミトコンドリアDNA切断によるアポトーシス誘導が確認された。この成果は第55回酸化反応討論会で発表し、ポスター賞を受賞した。また、がん細胞は抗酸化物質濃度が高いことに着目し、ビス(2-ピリジルメチル)アミンをamide-tetherで導入した二核銅錯体がAscNa存在下で酸素分子の還元的活性化でdsbを促進することを見出した。これはロブソン型配位子の二核銅錯体や抗がん剤ブレオマイシンを模倣したN4Pyの単核鉄錯体に比べて遥かに高いdsbを示した。また、ITCやUV-vis等の測定から、このdsbにはDNA結合モードの重要性が示唆された。この成果は錯体化学会第72回討論会とAsBIC10で発表し、後者でポスター賞を受賞した。また、この研究はBull. Chem. Soc. Jpn.に掲載され、優秀論文に選出された。

直到去年，申请人已经开发出一种双核铜配合物，其苯酚的第2位和第6位具有环胺循环基团，并且在第4位具有酰胺系链的DNA目标菲酰基，但原始版本并没有我们发现，与双核铜复合物相比，癌细胞选择性细胞毒性大大提高。今年，为了阐明DNA靶位点在癌细胞选择性细胞毒性中的作用，我们合成了具有不同DNA靶位点和PEG链长度的新复合物。结果，短链复合物促进了 DNA 双链断裂 (dsb) 并改善了癌细胞的选择性细胞毒性。此外，引入甲基代替菲酰基的复合物由于PEG链的作用而促进了dsb，但细胞毒性较低。由上可知，具有与DNA结合的菲酰基的复合物即使在细胞内也与DNA特异性结合，从而大大提高细胞毒性。此外，使用 FACS 和共聚焦显微镜观察细胞内行为，并对 caspase 活性进行评估，证实具有菲酰基的复合物在线粒体中积累，并通过切割线粒体 DNA 诱导细胞凋亡。该成果在第55届氧化反应研讨会上发表并获得墙报奖。此外，我们关注癌细胞具有高浓度的抗氧化剂这一事实，并开发了一种双核铜络合物，其中引入了带有酰胺系链的双（2-吡啶基甲基）胺，发现它可以促进抗氧化剂的产生。这显示出比具有 Robson 型配体的双核铜络合物或具有 N4Py 的单核铁络合物（模拟抗癌药物博来霉素）更高的 DSB。此外，ITC 和 UV-vis 等测量结果表明 DNA 结合模式对于该双链DNA 的重要性。该成果在第72届配位化学学会和AsBIC10会议上发表，并获得后者海报奖。该研究还发表在《Chem. Soc.》上，并被选为优秀论文。