新型钌(II)和锇(II)半夹心配合物：基于水合肼姜黄素类似物配体的抗肿瘤药物设计与机制研究

本研究针对姜黄素类化合物水溶性差、化学稳定性不足等问题，设计合成了一系列含吡啶基团的N,N-供体肼姜黄素类似物配体（HZPcurc/HZPbdcurc）及其钌(II)/锇(II)半夹心配合物。通过NMR、X射线衍射和DFT计算证实了"三足钢琴凳"构型，发现[3]-Cl对卵巢癌细胞A2780cis（IC50=2.7 μM）具有显著活性且能克服顺铂耐药性，其通过DNA结合和p62介导的自噬抑制发挥抗肿瘤作用，为开发新型金属抗肿瘤药物提供了新思路。

　　

姜黄素这个源自姜黄根茎的天然化合物，长期以来因其抗癌潜力备受关注，但其临床应用却面临两大"致命伤"——在水中几乎不溶解，在生理条件下又极易分解。更令人遗憾的是，虽然科学家们尝试用吡唑等五元杂环替换其中心二酮结构，开发出稳定性更好的肼姜黄素衍生物，但这些分子却因缺乏配位基团而难以与金属形成抗癌配合物。

针对这一困境，研究人员开展了一项创新性研究。他们巧妙地将吡啶基团引入肼姜黄素骨架，设计出新型中性N,N-供体配体HZPcurc和HZPbdcurc，并与[(p-cym)MCl₂]₂（M = Ru, Os）反应，成功制备出四个水溶性金属配合物。这项发表在《Organometallics》上的研究，通过多学科技术手段揭示了这些配合物的抗肿瘤机制。

研究团队采用核磁共振（NMR）和X射线单晶衍射确定配合物结构，通过密度泛函理论（DFT）计算分析电子结构，采用MTT法检测细胞毒性，表面等离子共振（SPR）技术研究DNA结合特性，并利用Western blot检测自噬标志蛋白p62表达。

X射线结构表征
单晶衍射显示[1]-Cl和[3]-Cl均呈现典型的"三足钢琴凳"构型，钌-氯键长约2.40 ?，钌-氮键（Ru-N_py 2.10 ? vs Ru-N_pyrazolyl 2.07 ?）差异显著。配体平面与苯环形成16.3°-24.9°夹角，[1]-Cl中氯离子与配体羟基形成O-H···Cl氢键（距离3.061 ?）。

理论计算研究
DFT计算表明HZPbdcurc配体中吡啶环与苯环偏离平面达30.8°，其HOMO-7和HOMO-8轨道氮孤对电子是金属配位的关键。配合物[1]-Cl的HOMO主要定域于烯烃C=C键，HOMO-2至HOMO-6则体现钌d轨道与氯配体的反键作用。

细胞毒性研究
在72小时稳定性测试后，[3]-Cl对A2780和A2780cis细胞的IC₅₀分别为2.0 μM和2.7 μM，显著优于顺铂（7.0 μM），且对正常细胞HEK293T的毒性较低（IC₅₀=19.0 μM）。值得注意的是，锇配合物[2]-Cl和[4]-Cl对乳腺癌细胞MCF7活性较弱（IC₅₀>100 μM）。

DNA结合研究
SPR分析显示所有化合物均以单指数动力学结合DNA，[1]-Cl结合最强（K_D=0.29 μM）。竞争实验证实配体优先结合DNA小沟，钌配合物可显著增强结合动力学，而锇配合物反而减弱结合能力。

蛋白酶体抑制
仅[1]-Cl、[2]-Cl和[4]-Cl能抑制20S蛋白酶体的胰蛋白酶样活性（IC₅₀=51-63 μM），但对糜蛋白酶样和半胱天冬酶样活性无显著影响。

p62表达调控
Western blot显示HZPbdcurc和[3]-Cl处理使MCF7细胞p62水平升高，表明其通过阻断自噬流增强肿瘤细胞对凋亡的敏感性。

这项研究的重要意义在于：首次将不对称肼姜黄素配体应用于金属抗肿瘤药物设计，开发的钌(II)配合物[3]-Cl不仅具有优异的水溶性和稳定性，更能选择性杀伤顺铂耐药卵巢癌细胞。其独特的作用机制涉及DNA结合、蛋白酶体抑制和自噬调控等多靶点协同，为克服肿瘤耐药性提供了新策略。特别是p62介导的自噬抑制途径，可能成为未来金属抗癌药物开发的新方向。这些发现不仅拓展了半夹心金属配合物的医学应用，也为天然产物结构改造提供了创新思路。