长链脂肪族N-杂环卡宾金(I)衍生物作为结肠癌潜在抗癌药物的热响应机制研究

本研究针对结直肠癌治疗中化疗副作用大、易复发等问题，设计合成含氟/烃链的NHC-Au(I)配合物，通过评估37°C与41°C下的细胞毒性差异，揭示其通过抑制TrxR、诱导线粒体去极化及激活caspase-3介导凋亡的机制，为热疗-化疗联合策略提供新型金属药物候选。

　　

在全球癌症负担持续增加的背景下，结直肠癌作为第三大常见恶性肿瘤，其治疗面临化疗耐药、毒副作用显著等挑战。传统方案如FOLFIRI或mFOLFOX6虽有效，但伴随神经毒性、骨髓抑制等问题。与此同时，温和热疗（41°C）因其能增强药物渗透性和肿瘤细胞敏感性而备受关注，但缺乏特异性响应药物。金属药物领域，金(I)-NHC配合物以其稳定性和靶向硫/硒酶的特性崭露头角，但如何通过分子设计优化其热响应性仍是未解难题。

针对这一科学问题，来自西班牙阿拉贡健康研究院（Instituto Aragonés de Ciencias de la Salud）的研究团队设计合成了一系列含氟化/烷基长链的NHC-Au(I)衍生物，系统评估其在常温和热疗条件下的抗结肠癌活性及机制。该研究发表于《Journal of Inorganic Biochemistry》，揭示了温度敏感型金配合物的作用新靶点。

研究采用多学科技术方法：通过核磁共振（¹H/¹³C/¹⁹F NMR）和质谱（ESI-MS）表征化合物结构；MTT法测定Caco-2细胞毒性；流式细胞术分析细胞周期、凋亡（Annexin V/PI双染）及线粒体膜电位（DiIC1(5)染色）；DCFH-DA探针检测ROS水平；DTNB法测定TrxR酶活性。

2.1 合成与表征

成功制备12种新型Au(I)配合物，包括单/双卡宾及硫醇盐衍生物（5a-11b）。氟化链引入通过三氟甲磺酸酯中间体实现，logP测定显示氟化配合物（如6a/6b）亲脂性低于烷基类似物（5a/5b）。稳定性实验证实所有化合物在PBS中24小时内保持稳定。

2.2.1 细胞毒性

双卡宾配合物10a对Caco-2细胞最具杀伤力（IC₅₀ 0.09 μM），氟化衍生物8b在41°C下活性提升1.2倍。值得注意的是，苯基取代的7b对癌细胞选择性最高（SI=23.67），且对正常肝细胞AML12毒性较低。

2.2.2 细胞死亡机制

热疗条件下（41°C 1h），7b/8b显著诱导线粒体膜电位下降（ΔΨm降低35%）和caspase-3激活（2.8倍）。细胞周期分析显示7b阻滞G2/M期，而8b主要影响S期，表明配体结构决定作用靶点差异。

2.2.3 氧化还原调控

常温下配合物通过抑制TrxR（活性降低60%）导致ROS累积；但在热疗时呈现"双刃剑"效应——TrxR活性反升40%，伴随ROS下降，提示温度依赖的代谢重编程。

这项研究首次阐明长链NHC-Au(I)配合物的热增强效应不依赖氟化修饰，而与其亲脂性呈非线性相关。双卡宾结构10a的卓越活性（IC₅₀ 90 nM）为靶向药物设计提供新思路。更重要的是，发现热疗通过独立于TrxR抑制的凋亡通路（如caspase-3激活）增强药效，为临床热疗-金属药物联用方案奠定理论基础。配合物7b展现的高选择性（癌细胞/正常细胞>20倍）和温度响应特性，使其成为结肠癌精准治疗的潜力候选分子。