含硒铜(II)配合物调控PTEN/AKT信号通路抑制肝癌侵袭转移的作用机制

This study introduced the selenium element in the structure of Copper(II) complex, it is found that Copper(II) complex with selenium and without selenium both exhibited great inhibition against liver cancer MHCC97H cells proliferation and low toxicity to normal cells, and induced apoptosis of liver cancer cells. Based on above researches, it is suggested that Copper(II) complex containing selenium displayed better bioactivity than without selenium; but it is still unclear if Copper(II) complex containing selenium can drive similar immune regulatory function of organic selenium compounds, and if Copper(II) complex containing selenium exhibited better anti-cancer effect than similar structure of Copper(II) complex without selenium. This study further design and synthesize a series of Copper(II) complex containing selenium, compared with Copper(II) complex without selenium, in order to clarify its inhibition and mechanism of invasion and metastasis of liver cancer MHCC97H cells blocked by Copper(II) complex without selenium; and illustrated if the introduction of selenium can enhance the anti-cancer activity of Copper(II) complex. For the design of novel metal complexes inhibited liver cancer provides theoretical and practical basis, and lay the foundation for pre-clinic application trials of Copper(II) complex containing selenium.

申请人在前期研究中将硒引入到铜(II)配合物的分子结构中得到含硒铜(II)配合物，研究发现铜(II)配合物和含硒铜(II)配合物均能富集在小鼠肝脏；均能有效抑制肝癌细胞的增殖，诱导肝癌细胞凋亡，且对正常细胞毒性较低；基于以上初步观察事实的比较，发现含硒铜(II)配合物优于不含硒铜(II)配合物；但含硒铜(II)配合物能否发挥普通有机硒的免疫调节功能，是否比结构相似的铜(II)配合物有更优越的抗癌效果，尚未得到更多的事实依据和充分阐明。本课题将进一步设计合成含硒铜(II)配合物，并以结构相似的不含硒的铜(II)配合物作为对照，系统研究阐明含硒铜(II)配合物抑制肝癌MHCC97H细胞侵袭转移作用及其分子机制；阐明硒的引入对含硒铜(II)配合物的功能增强作用。为新型抗肝癌金属药物的设计合成提供理论和实验依据，为含硒铜(II)配合物的临床前应用研究奠定基础。

肝癌是我国最为常见的恶性肿瘤之一，它被冠以“癌中之王”之称，主要是由于相对于其它癌症而言肝癌的凶猛程度更高，它的发病率和死亡率高且生存周期短。虽然可以综合应用手术、化疗和靶向治疗等手段提高肝癌患者的生存期，但目前临床上对于已发生转移的肝癌却没有任何行之有效的治疗方案。大量研究显示硒元素具有很优良的抗癌作用，它也被称为“抗癌之王”，含硒成分不仅可以有效抑制肿瘤细胞的生长还可以协同抑制致癌剂的代谢活性酶与癌细胞产生竞争作用，降低致癌物的毒性，提高免疫力细胞增殖。此外，铜元素是体内多种酶，尤其是超氧物歧化酶(SOD)的重要组分，在肝脏中大量富集对肝脏的发育和功能有重要影响。基于以上分析，我们将硒元素引入到铜配合物中，以期得到一种具有良好抗肝癌作用同时毒性又比较低的化合物，并系统研究其抑制肝癌转移的功效与作用机制。本项目研究合成并表征了24个含/不含硒铜配合物，得到4个化合物的单晶结构；采用MTT方法筛选得到3个具有良好抗肝癌效果且毒性低的候选化合物，并选择活性最好的分子配合物1作为主要研究对象。应用划痕实验、明胶侵袭实验以及流式细胞分析、WB和免疫荧光实验证实候选化合物对能够诱导细胞发生凋亡从而抑制乳腺癌细胞的侵袭和转移；作用机制研究发现含硒铜配合物1可能是通过靶向识别肝癌细胞表面铜转运蛋白Ctr1进而富集在肝癌细胞溶酶体内，促进活性氧的释放诱导DNA损伤，进而激活PTEN/AKT信号通路。项目研究以Ctr1为靶点的小分子药物研究奠定了坚实基础，并为临床上肝癌转移的治疗提供了新的思路和新的解决方案。