含甲芬那酸与线粒体靶向剂的银(I)金属药物在人工乳腺肿瘤组织中凋亡活性监测

《ChemMedChem》：Monitoring Apoptotic Activity of Silver(I) Metallodrugs Containing Mefenamic Acid and Mitochondriotropic Agents in Artificial Breast Tumor Tissues

本综述系统评价了银(I)金属药物（含甲芬那酸及线粒体靶向配体）在三维乳腺肿瘤球体模型中的抗肿瘤效能。研究通过形态学参数（紧实度、球形度）和凋亡率分析，证实该类化合物（尤其化合物2）能显著破坏肿瘤结构完整性（紧实度降至0%）、诱导凋亡（最高41.4%），其效果远超 cisplatin（IC50 1.01–5.20?μM）。该工作为靶向线粒体疗法提供了新策略，并凸显三维模型在药物 preclinical 评估中的优势。

　　

1 Introduction

银(I)与非甾体抗炎药（NSAIDs）及线粒体靶向剂的络合物在乳腺癌治疗中展现出显著抗增殖潜力。该类化合物（尤其含甲芬那酸-MefH及三苯基磷/砷/锑（tpE）配体者）在二维细胞模型中已证实其活性优于 cisplatin（IC₅₀ 值1.01–5.20?μM），且对癌细胞具选择性（治疗指数>1）。其作用机制涉及与核DNA及线粒体互作，通过激活起始半胱天冬酶-9（caspase-9）诱导线粒体途径凋亡。

本研究聚焦四个银(I)络合物（1–4）：1为{[Ag₈(Mef)₈(μ₂-S,O-DMSO)₂(μ₂-O-DMSO)₂(O-DMSO)₈]₂(H₂O)}的聚合物结构（含银-银相互作用）；2–4则为单体：[Ag(Mef)(tpP)₂]（2）、[Ag(Mef)(tpAs)₃]（3）及{[Ag(Mef)(tpSb)₃]₂(DMSO)}（4）。稳定性实验（PBS/DMSO中48小时）及细胞内银检测（XRF）支持其生物持久性。

三维球体模型能更好模拟体内肿瘤微环境（细胞间相互作用、营养梯度、空间异质性），弥补二维模型不足。本研究利用MCF-7细胞构建人工乳腺肿瘤球体，以开源软件（AnaSP、ReViSP）分析形态变化及凋亡，评估药物在近似生理条件下的效能。

2 Results and Discussion

2.1 General Aspects

化合物1–4及cisplatin在2、5、10?μM浓度下处理MCF-7三维球体24及48小时，以最小/最大IC₅₀值及两倍最大值为测试区间。

2.2 Monitoring of MCF-7 Artificial Breast Cancer Tissues (3D Spheroid) Variability

形态学参数（紧实度、球形度）为抗癌效能的可靠指标。AnaSP软件分析显示：未处理球体紧实度与球形度均为100%；而药物处理导致剂量与时程依赖性下降。2在10?μM/48小时下紧实度降至0%、球形度仅2%，显示完全结构瓦解。1与2在低浓度（2?μM）即引发显著改变（1紧实度15.6%、球形度39.7%；2分别为6.4%与25.6%），效果均优于cisplatin。

ReViSP三维重建表明：2处理组出现细胞连接松散、表面粗糙及边缘细胞脱落，与未处理组致密光滑结构形成对比。cisplatin亦引起结构破坏，但银络合物作用更强。

2.3 Acridine Orange/Ethidium Bromide (AO/EB) Determination of Apoptosis in 3D Spheroids

AO/EB染色（10?μM/48小时）定量凋亡：未处理组凋亡率8.0%，cisplatin为24.4%，而银络合物达22.2%–41.4%（4最高：41.4%±0.4%；2为38.4%±0.2%）。二维模型中1–4在IC₅₀浓度下凋亡率为43.6%–74.6%（4最显著），与三维结果趋势一致。线粒体靶向配体（尤其tpP与tpSb）可能通过增强线粒体靶向性提升凋亡诱导。

3 Conclusion

含甲芬那酸与线粒体靶向剂的银(I)络合物在三维乳腺肿瘤球体中展现出强效抗肿瘤活性。化合物2（[Ag(Mef)(tpP)₂]）最具潜力，能完全瓦解球体结构（紧实度0%）并诱导高水平凋亡（38.4%）。该类化合物通过破坏肿瘤完整性、激活线粒体凋亡通路起效，且三维模型验证其效果优于传统二维模型及cisplatin。未来研究需推进体内验证以拓展治疗应用。

4 Experimental Section

Materials and Instruments

试剂购自Sigma-Aldrich、Merck等；表征采用FTIR、XRF；球体培养用倒置显微镜；分析软件为AnaSP v2.0、ReViSP v2.3及ImageJ。

Synthesis of the metallodrugs 1–4

[Ag(Mef)]_n与tpE配体在DMSO中反应结晶，得1–4单晶，经元素分析、ATR-FTIR及XRF验证。

3D Spheroid MCF-7 Formation

MCF-7细胞以10×10³ cells/mL密度接种于U型板，培养96小时形成球体（直径≈370–400?μm），后以药物处理48小时。

Morphological Analysis of 3D Spheroid Cells

AnaSP与ReViSP分析形态参数（直径、周长、面积、紧实度、球形度），筛选均质球体评估。

Detect of Apoptosis in 3D Spheroid Cells

AO/EB染色（50?μg/mL），荧光显微镜成像，ImageJ量化绿（活细胞）/橙（凋亡细胞）荧光强度比。