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新型活性双磷酸盐(艾替膦酸盐)配合物作为抗癌剂

*通信:

Mostafa SI埃及曼苏拉大学理学院化学系
电话:002 - 01008502625;传真:0020502246781;电子邮件: (电子邮件保护)

摘要

磷酸盐(个基点;P-C-P部分)是什么药物可以减缓或防止骨质流失。它们抑制负责骨吸收的破骨细胞，并使成骨细胞(骨生成细胞)更有效;也就是说，改善骨量。此外，bp还被认为具有抗癌作用药物会造成骨骼损伤。通过元素分析、摩尔电导率、热学和光谱(IR、NMR、UV-visible、质量)测量，合成了新的埃地膦酸二钠(Na2Etd)与Pd (II)和Pt (II)配合物。它们对人类前列腺(DU 145)和乳房(MDA-MB231)的抗癌活性进行了测试癌症与市场上的药物顺铂相比

关键字

Etidronate;钯;铂;抗癌;光谱;活跃的

简介

含有P-C-P单位的双磷酸盐被用于治疗骨质疏松症、佩吉特病和降低体内高钙水平癌症患者(1，2］．它们分为两类:含氮双膦酸盐(棕榈酸盐、阿仑膦酸盐和唑来膦酸盐)和非含氮双膦酸盐(依替膦酸盐、氯膦酸盐和替鲁膦酸盐)[3.］．它们在治疗破骨细胞时表现出不同的作用机制。许多影响骨骼的癌症通常始于身体的另一个器官，然后扩散到骨骼;也就是继发性骨癌。这是乳房，前列腺和肺癌症和骨髓瘤。一些类型的癌症治疗也会影响骨骼，使它们变得更脆弱，包括化疗和激素疗法。双磷酸盐是药物这对治疗某些类型的癌症会造成骨骼损伤[2］．

依替膦酸二钠(Na₂要领;图1)用于预防骨质疏松症这是由糖皮质激素引起的(药物可能导致骨质疏松)。阿替屈酸也用于治疗佩吉特骨病和异位骨化(骨骼以外的身体区域的骨组织生长)的患者髋关节置换术或者脊髓受损。它的工作原理是减缓旧骨的分解和新骨的形成[4］．

分光光度法测定Etd^－2在医药领域，基于其与过硫酸钾的氧化以及所产生的正磷酸盐离子与钒钼酸盐试剂的反应，已有报道[5］．已知络合后，由于螯合物与金属离子生物学性质的结合作用，药理学性质得到改善[6-8］．一些Bps的Zn (II)、Cd (II)、Ca (II)、Ba (II)、Sr (II)和Mg (II)配合物的制备和x射线结构已被报道[9-21］．本文研究了Pd (II)和Pt (II)依替膦酸配合物的制备。利用IR, NMR, UV-visible，质谱，元素分析，摩尔电导率和热测量对其结构进行了表征。这些复合物针对人类前列腺(DU 145)和乳房(MDA-MB231)进行了测试癌症细胞系比较顺铂．

实验

材料

所有试剂和溶剂均购自Alfa/Aesar，所有操作均在需氧条件下进行，使用材料和溶剂。所有商业上购买的试剂和溶剂均未经进一步纯化而使用。DMSO-d₆被用于核磁共振参考经颅磁刺激测量。

人类的前列腺癌症(DU 145)和乳房癌症(MDA-MB231)细胞系来自美国类型培养收藏(ATCC目录号)。细胞维持在Wisent Bio Products的RPMI培养基中，并补充胎牛血清(FBS;10%)、HEPES (12 mL)、l -谷氨酰胺(5 mL)、硫酸庆大霉素(500 μL)、真菌素(250 μL)、环丙沙星(170 μL)。这些生物制品是从Wisent公司购买的。的细胞在康宁细胞培养处理过的聚苯乙烯烧瓶中生长，放置在37°C和CO₂5%的水平。必要时改变每个烧瓶的培养基，细胞传代在85%至95%合流之间进行。

测量

元素分析(C, H, N)在开罗大学微量分析单元进行。红外光谱记录在Nicolet 6700 Diamond ATR光谱仪在4000厘米^－1-200厘米^－1的范围内。核磁共振用Varian Mercury 200 MHz、300 MHz和500 MHz光谱仪测量光谱。核磁共振以TMS为参考，在DMSO d6的VNMRS 200和500 MHz谱仪上记录光谱。质谱(ESI-MS)分别用LCQ Duo和双聚焦MS25RFA仪进行记录。使用惠普8453分光光度计在DMF中记录电子光谱。热分析测量在20°C-1000°C范围内，加热速率为20°C min^－1使用Ni和NiCo作为参考，在TA仪器上进行TGA模型Q500Analyzer TGA-50。在室温下YSI上进行摩尔电导率测量模型32电导桥。

准备工作

[Pt (NaEtd)₂] .2H₂O:K的水溶液₂竞购₄(0.1037 g, 0.25 mmol;7.5 mL)加入艾替膦酸二钠(0.125 g, 0.5 mmol)中。反应混合物在回流下加热搅拌18小时，使深棕色溶液体积减小，得到棕色沉淀。它被过滤掉，用水清洗，风干。电导率数据(10³M在DMF):_米= 16.0欧姆^－1厘米²摩尔⁻¹．分析的计算的。对于C₄H₁₆Na₂O₁₆P₄Pt: C, 7.0;H, 2.3, p, 18.1%;发现:C, 6.9, H, 2.4, P, 18。3%。IR (KBr, cm^－1）;v(P = O), 1212;v(P-O), 1122;v(Pt-O), 555年。¹H核磁共振(400 MHz, DMSO-d₆): H (ppm);2.49 (3h， -ch3)， 5.33 (h， -oh)。³¹P核磁共振(200mhz, DMSO-d₆): p (ppm);19.33.谱m / z): 648.88 for [Pt (NaEtd)₂]⁺．

Pd (Etd)₂O)₂]：采用Pt (II)类似物的相同程序，使用K₂PdCl₄(0.08 g, 0.25 mmol)。电导率数据(10³M在DMF):_米= 20.4欧姆^－1厘米²摩尔⁻¹．分析的计算的。对于C₂H₁₀O₉P₂Pd: C, 6.9;H, 2.9, p, 17.9;Pd, 30.7%;发现:C, 7.1, H, 3.00, P, 17。6;Pd, 30.9%。IR (KBr, cm^－1）;v(P = O), 1225;v(P-O), 1122;v(P-O), 1170;v(Pd-O), 534年。¹H核磁共振(400 MHz, DMSO-d₆): H (ppm);2.48 (3h， -ch_3.)， 5.46 (h， -oh)。³¹P核磁共振(200mhz, DMSO-d₆): p (ppm);18.87.谱m / z): 311.5 for [Pd (Etd)]⁺．

抗癌活性

细胞培养:人类前列腺(DU 145)和乳房(MDA-MB231)癌症细胞系在RPMI维护媒体写到生物产品,这是与胎牛的边后卫补充;10%血清，HEPES 12 mL, l -谷氨酰胺5 mL，硫酸庆大霉素500 μL，真菌素250 μL，环丙沙星170 μL。的细胞在康宁细胞培养处理过的聚苯乙烯烧瓶中生长，将其放置在37°C和CO₂5%的水平。必要时改变每个烧瓶的培养基，细胞传代在85%至95%合流之间进行。

综合治疗:在所有的测定中，配合物存量[Pd (Etd) (H₂O)₂]和[Pt (NaEtd)₂0.3125 × 10^－2在DMSO中溶解，以保证完全溶解。

体外生长抑制论文:前列腺生长抑制作用癌症(DU 145)和乳房癌症(MDA-MB231)细胞株检测在体外结果与阴性和阳性对照进行了比较。人类前列腺癌症(DU 145)和乳房癌症(MDA-MB231)细胞系培养到80%合流，然后在RPMI培养基中培养到96孔板(康宁公司)，培养液为3000-5000细胞每孔(100 μL介质/孔)密度。不同浓度的配合物(0.3125 × 10^－2-100μM)。在培养箱中进行3次处理，持续5天。的细胞用冷三氯乙酸(50 μL, 50%)在4℃下固定2 h。利用水流，将井冲洗四次，尽可能晾干，并用Sulforhodamine B (SRB;50 μL, 0.4 g/100 mL)，静置至少1 h。然后，用1%的乙酸冲洗SRB，风干过夜。最后，将染料溶解在Tris-base (10 mM, pH=10-10.5;200 μL)在震动平台上静置2-5分钟。使用微孔板读取器(型号2550;Bio-Rad)在492 nm处[22］．每种复合物浓度至少在两个独立实验中重复运行三次。使用GraphPad Prism程序(GraphPad软件，Inc.)分析读数，并使用s型剂量-反应曲线来确定50%抑制浓度(IC₅₀) [22］．

结果与讨论

配合物的元素分析(C, H, P, Pd)与公式一致，摩尔电导率(_米)表明配合物具有非电解性质[23，24］．新配合物在正常实验室条件下稳定，可溶于DMF和DMSO。

红外光谱

Na的红外光谱₂Etd显示3600-3300 cm处有多次吸收^－1可以归结为v(OH) P-OH和C-OH单位的拉伸。条带出现在1234厘米处^－11183厘米^－1归因于v(P = O)v(P-O)段，分别为[25，26］．在络合作用下v(P-O)拉伸移至低波数(1122 cm)^－1)．的v_作为(P-O)和vs(P-O)拉伸振动在1055 cm处观测到^－1和(1019,915)厘米^－1,分别。P=O和P-O(H)基团的振动在1320 cm以下的区域出现频带^－1．对于Pt (II)配合物，两者都有v(P = O)v(P-O)段向低波数方向偏移;即，通过P=O和去质子化的P-O-氧原子进行配位[27，28］．在540厘米附近观察到额外的带^－1分配给v(M-O)拉伸[23，24，29］．图2而且图3显示[Pt (NaEtd)的结构₂Pd (Etd) (H .₂O)₂]， [Pd (Etd) (H .₂O)₂),分别。

核磁共振光谱

的¹H核磁共振钠谱₂Etd在δ 5.31 ppm处表现出宽单线态，归因于OH (C-OH)，而在δ 2.23 ppm处则属于CH_3.［30.，31］．后一波段在杂化形成后移至~ δ 2.50 ppm (图4一)．

的³¹P核磁共振钠谱₂Etd在15.69 ppm时表现出单共振。在配合物中，这种共振转移到较低的场(接近δ 19.0 ppm;图4 b)，表示P-O氧原子参与配位。

紫外可见光谱

抗磁配合物的紫外可见光谱在470 nm和325 nm附近(图5)由于1A1g→1Bg和1A1g→1Eg的跃迁，呈现出方-平面构型[24，29］．

质谱

为了确定配合物的配方，[Pt (NaEtd)₂Pd (Etd) (H .₂O)₂]，质谱显示分子离子[Pt (NaEtd)]₂]⁺和[Pd (Etd)]⁺（图6)m / z分别为648.88和311.5，[23，24］．

TGA研究

两者的热分解[Pt (NaEtd)]₂] .2H₂O和[Pd (Etd) (H .₂O)₂]配合路径(低于130°C)，并评估晶体含水量[23，24］．[Pt (NaEtd)的热谱图₂] .2H₂O表示第一步失重对应于含水分子的损失(5.3%)。第二步(111°C-453°C)，由于两个C的释放₂H₂O₂机构物种(42.8%)，剩余51.6%。[Pd (Etd)H₂O)₂]表示TG在121-299和300°C-780°C范围内的变化消除(10.3%)和(C₂H₄2 O, O₂)(31.34)个片段，残留率为58.9% [23，24，29］．

抗癌活性

扩散到骨骼的癌症会破坏骨骼，并释放出干扰正常骨骼成形过程的蛋白质。蛋白质会刺激细胞它们会破坏骨骼(破骨细胞)，使它们过度活跃。由于骨骼破坏的速度比重建的速度快，钙通常储存在骨骼中，骨骼的分解细胞向血液中释放比平时更多的钙4］．

许多研究清楚地表明，体外双磷酸盐对乳腺和前列腺具有细胞抑制和促凋亡作用癌症与骨髓瘤细胞系相似的细胞系。乳房的生存能力癌症以唑来膦酸为抗癌药，体外培养的细胞比帕米膦酸和氯膦酸更有效。增加细胞凋亡基于核形态改变、DNA断裂、bcl-2下调、poly- apd -核糖聚合酶蛋白水解[27-32］．

[Pt (NaEtd)]的体外抗癌活性₂Pd (Etd) (H .₂O)₂抗前列腺癌(DU 145)和乳腺癌(MDA-MB231)癌症细胞系检测，用顺铂；作为阳性对照。用相应的IC50值(图7；表1)．配合物[Pt (NaEtd)]₂]对人DU 145和MDA-MB231有较高的抑制作用癌症细胞系。IC50值分别为2.00±0.2和1.76±0.3 μM。的IC50值顺铂分别为2.21±0.5和3.20±0.5 μM。

由于DNA是药物的主要靶点，抗癌活性与DNA结合能力有关。[Pt (NaEtd)抗肿瘤活性的差异₂),顺铂是基于结合能力的吗DNA而且癌症细胞摄取[24，29］．此外，两种细胞活力[Pt (NaEtd)₂Pd (Etd) (H .₂O)₂]对抗人类前列腺和乳房癌症细胞系对[Pt (NaEtd)]有较高的选择性。₂]而不是人类前列腺和乳腺正常细胞株(表1)．

表1。钠的抗癌活性₂Etd及其对人前列腺(DU 145)和乳腺的复合物癌症(MDA-MB231)细胞系

结论

制备了两种Pt (II)和Pd (II)配合物，并用IR、NMR、UV-visible、质量、元素分析、摩尔电导率和热分析对其进行了表征。配合物[Pt (NaEtd)]₂]显示出对人类前列腺(DU 145)和乳房(MDA-MB231)的高抗癌活性癌症细胞株，而且比市场上的药物高顺铂．．

致谢

本研究由高等教育部2014年后和BRIDGES-Development-3项目资助;埃及研究部科学研究院。

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