鐘霞，劉雯清，陳年根，高炳淼，張俊清

1.海南醫(yī)學(xué)院藥學(xué)院，海南?？?571199；2.上海迪亞凱特生物科技有限公司，上海 200120

Schiff 堿（Schiff Bases）是一類含有甲亞胺基的化合物，Schiff 堿基團(tuán)通過碳-氮雙鍵(-C=N-)上的氮原子及與之相鄰的具有孤對(duì)電子的氧（O）、硫（S）、磷（P）原子作為供體與金屬原子（或離子）配位，形成各種Schiff 堿金屬配合物。研究表明Schiff 堿金屬配合物具有良好的抗腫瘤活性，由于其具有一系列重要的生物學(xué)活性，如損傷DNA、斷裂質(zhì)粒、斷裂蛋白及促使癌細(xì)胞凋亡作用[1]，它已成為新型抗腫瘤藥的備選者之一。Schiff 堿金屬配合物的抗腫瘤活性研究已逐漸成為配位化學(xué)及抗腫瘤藥物研究的熱點(diǎn)，該文將對(duì)近年來國內(nèi)、外Schiff 堿金屬配合物抗腫瘤活性的最新研究進(jìn)展作一綜述，現(xiàn)報(bào)道如下。

1 Schiff 堿的抗腫瘤活性

在近年的抗腫瘤藥物研發(fā)中，發(fā)現(xiàn)一些Schiff 堿及其衍生物具有抗腫瘤活性。

氟喹諾酮類是一種常用的抗菌藥物，但研究發(fā)現(xiàn)一些氟喹諾酮類也有一定的抗腫瘤活性，其抗菌和抗腫瘤作用的靶點(diǎn)分別是原核生物Ⅱ型拓?fù)洚悩?gòu)酶和真核生物Ⅱ型拓?fù)洚悩?gòu)酶。由于氟喹諾酮類抗菌和抗腫瘤機(jī)制相似，且作用靶點(diǎn)的酶序列也具有相似性，因此已有很多研究嘗試通過修飾和優(yōu)化具有抗菌作用的氟喹諾酮類結(jié)構(gòu)，研發(fā)新型氟喹諾酮類抗腫瘤藥物。Hu 等人[2]設(shè)計(jì)合成了源于氧氟沙星的抗腫瘤化合物。他們以反式苯三唑取代氧氟沙星C-3 位的羧基，進(jìn)而合成了兩個(gè)系列11 種含有Schiff 堿和Schiff-mannich 堿側(cè)鏈的衍生物。用MTT 法對(duì)其體外抗腫瘤活性進(jìn)行測試，顯示這些含有Schiff 堿和Schiff-mannich 堿側(cè)鏈的化合物均對(duì)L1210、CHO 和HL60 腫瘤細(xì)胞有一定的抑制作用。其中含有苯酚游離基團(tuán)的化合物具有更強(qiáng)的抗腫瘤活性。

由于磺胺類、噻唑酮類和苯并噻嗪類在對(duì)抗病原微生物及腫瘤細(xì)胞中有廣泛運(yùn)用，并且Schiff 堿也具有抗腫瘤活性，Kamel[3]和他的同事將4-氨基-N-吡啶-2-苯磺酰胺基與不同的單糖或芳香醛進(jìn)行冷凝反應(yīng)得到一系列磺胺-Schiff 堿2a-c 和4a-e。將2a-c 與巰基乙酸反應(yīng)從而合成含碳核苷的3a-c，而將4a-e 與巰基乙酸或巰基苯甲酸反應(yīng)得到相應(yīng)的噻唑酮衍生物和苯并噻嗪衍生物，以期測試這些新型衍生物的抗腫瘤活性。以5-FU和多柔比星為對(duì)照藥物，體外測試發(fā)現(xiàn)這些化合物對(duì)HELA（人宮頸癌細(xì)胞）和MCF-7（人乳腺癌細(xì)胞）具有明顯抑制作用。它們對(duì)HELA 和MCF-7 均顯示出強(qiáng)于多柔比星的抗癌活性（IC50：0.74～3.56 mg/mL)，不過相比于5-FU，它們的抗癌活性并沒有很大優(yōu)勢。

他們還對(duì)其進(jìn)行了分子對(duì)接測試，分子對(duì)接測試可以反映化合物與酶結(jié)合的親和力大小。用分子自動(dòng)對(duì)接儀3.0.5 程序?qū)@些Schiff 堿及其衍生物測試，發(fā)現(xiàn)其與PTK（酪氨酸激酶）的分子對(duì)接親和力很強(qiáng)，而酪氨酸激酶參與腫瘤的生長和分化，酪氨酸激酶抑制劑已在臨床治療中有所運(yùn)用，如伊馬替尼、吉非替尼和赫賽汀，一些新的酪氨酸激酶抑制劑也正在人體試驗(yàn)和研發(fā)當(dāng)中。

通過體外抗腫瘤細(xì)胞活性測試及分子對(duì)接測試，Kamel 和他的同事有力地證明了Schiff 堿及其衍生物是抗腫瘤新藥的潛力備選者，也為科研工作者揭示了先導(dǎo)化合物優(yōu)化的新思路。

2 Schiff 堿金屬配合物的抗腫瘤活性

2.1 Schiff 堿與金屬配合形成配合物后抗腫瘤活性增強(qiáng)

如上所述，一些Schiff 堿本身就具有抗腫瘤活性，但研究發(fā)現(xiàn)，在與金屬配合形成Schiff 堿金屬配合物后它們的抗癌活性增強(qiáng)。

Sathiyaraj 等人[4]合成并表征了Schiff 堿配體（圖1）及其過渡金屬釕(Ru) 的3 種新型Schiff 堿金屬配合物。細(xì)胞毒性實(shí)驗(yàn)表明其對(duì)HELA 和人喉上皮癌細(xì)胞(HEP-2)有抑制作用。配體對(duì)HELA 有較高抑制作用（IC50=175 μM）但對(duì)HEP-2 的抑制作用較弱（IC50=389 μM），而3 種配合物對(duì)這兩種癌細(xì)胞的IC50 分別為：配合物1=149,244 μM；配合物2=123,212 μM；配合物3=87,149 μM，這說明了在配體與Ru 配合形成Schiff 堿金屬配合物后，抗腫瘤活性增強(qiáng)。

圖1 Schiff 堿配體

2.2 模擬活性因子的Schiff 堿金屬配合物

近年來，根據(jù)腫瘤發(fā)生和凋亡的分子生物學(xué)基礎(chǔ)，一些新型Schiff 堿金屬配合物已被合成，用于模擬生物體內(nèi)抗腫瘤的活性物質(zhì)，從而開發(fā)新型抗腫瘤藥物。

SOD（超氧化物歧化酶）是一種金屬蛋白酶（包括Cu-Zn SOD、Mn-SOD、Fe-SOD），它是生物體內(nèi)的一線抗氧化酶，不僅具有調(diào)節(jié)機(jī)體氧化還原的作用，同時(shí)也是一個(gè)腫瘤抑制因子，SOD 模擬化合物可以誘導(dǎo)腫瘤細(xì)胞凋亡。Tabassum[5]等人合成并表征了4 種Cu-SOD 模擬化合物：源于香草醛的Schiff 堿Cu 配合物1-4：[CuLH(OAc)(H2O)Y](LH=2-((E)-1,3-二羥基-2-甲基丙烷-2-亞甲胺基)-6-甲氧基苯酚），1：Y=H2O；2：Y=（1,10-鄰二氮雜菲）苯酚，3：Y=tpimH(2,4,5-三苯咪唑)；4：Y=tfbimH(2-(三氟代甲基)苯并咪唑)。他們對(duì)其DNA 結(jié)合作用、DNA斷裂作用、擬SOD 作用和抗腫瘤活性進(jìn)行了研究，發(fā)現(xiàn)4 種配合物以不同的非共價(jià)鍵方式與CT-DNA 結(jié)合，其中2 的SOD 活性和抑癌細(xì)胞能力最強(qiáng)。

3 Schiff 堿金屬配合物抗腫瘤作用的機(jī)制

Ma[6]等人對(duì)新合成的Schiff 堿Cu(II)配合物（圖2）的抗腫瘤活性進(jìn)行了研究，發(fā)現(xiàn)其對(duì)人乳腺癌細(xì)胞MCF-7 有生長抑制和細(xì)胞凋亡作用，并揭示了其潛在的抗腫瘤機(jī)制。

圖2 Schiff 堿配體及其Cu(II)配合物

實(shí)驗(yàn)結(jié)果及機(jī)制分析如下。

MTT 試驗(yàn)：以順鉑為對(duì)照，MTT 試驗(yàn)結(jié)果表明，該配合物的IC50 在24 h 和48 h 均低于順鉑的IC50，成株試驗(yàn)的結(jié)果也良好地對(duì)應(yīng)于MTT 的測試結(jié)果，表明了這種新合成的Schiff 堿銅配合物具有很強(qiáng)的抗腫瘤活性，其對(duì)MGF-7 的殺傷力在一定程度上強(qiáng)于順鉑。

熒光顯微觀察：赫斯特33342 熒光染色和膜聯(lián)蛋白V-FITC/PI 染色實(shí)驗(yàn)表明，受該配合物作用的腫瘤細(xì)胞發(fā)生了核斷裂，該配合物誘導(dǎo)了細(xì)胞凋亡，且具有劑量依賴性。

原子吸收分光光度法：原子吸光儀測試顯示被該銅配合物作用的MCF-7 細(xì)胞內(nèi)發(fā)生了一種時(shí)間依賴性的銅攝取增多的現(xiàn)象，同時(shí)進(jìn)行的MTT 測試表明了這種銅攝取與細(xì)胞凋亡有直接關(guān)系。而細(xì)胞凋亡曾被認(rèn)為與活性氧（ROS）的產(chǎn)生和累積有關(guān)，但是銅攝取水平、ROS累積和細(xì)胞凋亡三者之間的進(jìn)一步關(guān)系還未被清楚闡明。

彗星試驗(yàn)：結(jié)果表明此配合物使MCF-7 細(xì)胞發(fā)生嚴(yán)重的DNA 斷裂現(xiàn)象。

流式細(xì)胞術(shù)：流式細(xì)胞術(shù)分析表明此配合物對(duì)MCF-7 的抗腫瘤作用與細(xì)胞周期停滯有關(guān)。

熒光探針JC-1 檢測：結(jié)果表明，受配合物作用的MCF-7 細(xì)胞線粒體膜電位下降，這是細(xì)胞凋亡早期的一個(gè)標(biāo)志性事件，說明配合物抗腫瘤作用機(jī)制可能是通過線粒體通路進(jìn)行的。同時(shí)，研究中發(fā)現(xiàn)該配合物能夠上調(diào)凋亡相關(guān)基因-Bax 的表達(dá)并激活半胱氨酸蛋白酶9和3（細(xì)胞凋亡蛋白酶9 和3）。

由近年來最新的研究結(jié)果我們可以發(fā)現(xiàn)，Schiff 堿金屬配合物可以通過DNA 斷裂作用、線粒體通路、上調(diào)細(xì)胞凋亡蛋白酶通路等多維途徑誘導(dǎo)腫瘤細(xì)胞凋亡。Schiff 堿金屬配合物的抗腫瘤作用機(jī)制可能是多維非單一的情況，這也與腫瘤是一種分子網(wǎng)絡(luò)病，其發(fā)病機(jī)制多維化相吻合?，F(xiàn)在的腫瘤病因?qū)W研究已認(rèn)為是通路而非單個(gè)致病基因誘導(dǎo)腫瘤發(fā)生。

4 Schiff 堿金屬配合物的優(yōu)勢—對(duì)抗多藥耐藥且不良反應(yīng)小

腫瘤細(xì)胞的多藥耐藥性（MDR）已成為腫瘤治療及抗腫瘤藥物運(yùn)用的最大障礙，這主要與多藥耐藥相關(guān)蛋白如MRP1、P-糖蛋白（P-gp）的過度表達(dá)或谷胱甘肽（GSH）濃度的升高有關(guān)。近年的研究表明，活性氧ROS能夠抑制腫瘤生長，基于ROS 累積選擇性作用于腫瘤細(xì)胞的“氧化治療”方法已有應(yīng)用。

Basu 等人[7]合成并表征了一種能夠分解耗竭GSH且具有氧化還原活性的Schiff 堿，鉀-氮-（2-羥基-3-甲氧基-苯甲醛）-丙氨酸(PHMBA)。用多柔比星耐藥T 淋巴細(xì)胞白血病細(xì)胞、多柔比星敏感T 淋巴細(xì)胞白血病細(xì)胞和艾氏腹水癌細(xì)胞對(duì)PHMBA 的細(xì)胞毒性進(jìn)行了研究，發(fā)現(xiàn)對(duì)于耐藥性細(xì)胞和敏感性細(xì)胞都能通過凋亡/壞死通路使其死亡，具有降低腫瘤細(xì)胞GSH 水平和促進(jìn)ROS 累積的作用。同時(shí)也對(duì)PHMBA 是否對(duì)正常未增生細(xì)胞及正常分裂細(xì)胞有毒性進(jìn)行了研究，對(duì)人外周血單個(gè)細(xì)胞（PBMC）、正常老鼠的纖維原細(xì)胞NIH3T3 和chang肝細(xì)胞進(jìn)行了MTT 測試，發(fā)現(xiàn)并未對(duì)其有細(xì)胞毒性作用。另外，他們還發(fā)現(xiàn)PHMBA 誘導(dǎo)的細(xì)胞死亡與氧化應(yīng)激介導(dǎo)線粒體通路相關(guān)。這項(xiàng)研究表明這種Schiff 堿有抗多藥耐藥腫瘤細(xì)胞的作用，且對(duì)正常細(xì)胞毒性較小。

近年來，許多Cu 的配合物被報(bào)道具有較強(qiáng)的抗腫瘤活性且較鉑類抗腫瘤藥的副作用小。

綜上，Schiff 堿金屬配合物具有潛在的抗多藥耐藥腫瘤細(xì)胞的作用，且對(duì)正常細(xì)胞毒性較小，選擇合適的配體和金屬可以合成新型抗耐藥的抗腫瘤藥物。

5 結(jié)語

該文綜述了近年來國內(nèi)、外關(guān)于Schiff 堿金屬配合物抗腫瘤活性的研究進(jìn)展，揭示了其相關(guān)作用機(jī)制，并闡述了其作為新型抗腫瘤藥的優(yōu)勢。參考腫瘤病因?qū)W、分子藥理學(xué)原理，將傳統(tǒng)藥物設(shè)計(jì)方法與計(jì)算機(jī)輔助藥物設(shè)計(jì)（CADD）、3D 定量構(gòu)效關(guān)系（3D-QSAR）等現(xiàn)代方法相結(jié)合，對(duì)Schiff 堿配體及金屬進(jìn)行合成、改造、組合和篩選，從而合成具有潛力的新型抗腫瘤藥物，這對(duì)腫瘤化療藥的研發(fā)具有重要意義。

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