含有RGD的环戊二肽的多价光反应性Ru II-杯[4]芳烃配合物的合成和光物理研究

光活性钌基复合物作为潜在的癌症诊断剂被广泛研究用于它们的生物学应用。这些无机复合物的一个主要问题是渗透细胞内部以实现其功能，或者检测内部细胞环境或发挥光细胞毒活性。亲脂配体的使用允许相应的钌络合物被动地扩散到细胞内，但限制了它们的结构和光物理性质。而且，该策略不提供任何细胞选择性。固定在细胞穿透肽上的复合物也面临这种限制。为了提供选择性细胞靶向，我们开发了一种多价系统，由一种光反应性钌（II）络合物组成，该络合物与杯[4]芳烃平台相连，带有多个含RGD的环戊二肽。已经实现了该Ru（II） - 杯芳烃缀合物的广泛光物理和光化学表征以及在鸟苷一磷酸存在下其光反应性的研究。结果表明，由于多价平台，钌复合物一旦掺入靶向癌细胞中，就应该能够有效地发挥其光诱导的细胞毒活性。

关键词： 抗癌药; 杯芳烃; 细胞靶向; RGD肽; 钌配合物

长寿命发光多芳香钌（II）配合物在生物学背景下进行了深入研究，特别是（i）它们感知环境的能力和（ii）它们对相关生物靶标的光反应性[1-4]。用于生物物种的传感器主要基于具有众所周知的dppz配体（dppz =二吡啶并[3,2- a：2'，3'- c ]吩嗪）及其衍生物的配合物。JK Barton等人。在1990年证明[Ru（bpy）2（dppz）] 2+表现为DNA的光开关[5]：这种复合物在水中不发光，但在DNA碱基对堆叠中嵌入后，复合发光得以恢复。[Ru（bpy）2的衍生物（dppz）] 2+和具有相似芳香族平面配体的配合物被开发用于探测DNA的特定位点，例如错配[6-8]，无碱基位点[9]或G-四链体[10,11]。除了光电传感器，还开发了能够破坏生物靶标的光反应复合物。这些复合物主要用于在光照射下诱导癌细胞的损伤。可以诱导两种类型的光氧化损伤：（i）通过单线态氧的光敏化和随后产生高活性氧（ROS）（I型光敏化）或（ii）通过直接氧化电子转移到生物分子如DNA或氨基酸（II型光敏化）。特别是，它显示了Ru II含有至少两个高π缺乏的多芳香族配体的配合物，如1,4,5,8-四氮杂菲（TAP）[12-14]或1,4,5,8,9,12-六氮杂苯并菲（HAT）[15]能够通过光诱导电子转移（PET）过程氧化DNA的鸟嘌呤碱基（G）或色氨酸（Trp）氨基酸残基[16-19]。有趣的是，这种PET产生的两种自由基物种可以重组形成共价光加合物[20-22]。当用鸟嘌呤碱基形成这种光加合物时，RNA聚合酶或内切核酸酶等酶的活性在光加合物水平上被体外抑制[23,24]。为了靶向特定的DNA序列，光反应性Ru II复合物已锚定到特定的反义寡核苷酸，以抑制照射下互补靶基因的表达[25,26]。这种光诱导的基因沉默策略已被证明在活细胞中也是有效的[27,28]，为使用可光活化的Ru II复合物作为光控抗癌治疗剂铺平了道路。

尽管它们具有有趣的光化学性质，但光反应性Ru II复合物显示出低的细胞穿透效率，阻止它们直接用于生物学应用。开发了更多的亲脂性配体，例如红菲咯啉和改性的dppz，并证明了相应的Ru II复合物的内化[29-32]。然而，由于不存在π-缺乏配体，这些配合物不具有光反应性。最近，报道了带有两个具有高度亲脂性部分的改性TAP配体的Ru II复合物[33]。。这些化合物能够进入细胞并光诱导胱天蛋白酶依赖性和反应性氧物种依赖性细胞凋亡。设计细胞穿透光反应性Ru II复合物的另一种策略包括将复合物束缚在允许细胞摄取的载体上。在这种情况下，Os II，Rh III和Ru II复合物锚定于细胞穿透肽（CPP），例如聚精氨酸[34-37]。还报道了光反应性Ru II复合物在反式激活转录激活因子（TAT）肽上的束缚，并且显示出相应的Ru II共轭物可以在HeLa细胞内部化，而不会对复合物的光化学性质进行任何改变[38]。

应该注意的是，配体的修饰使得所得复合物更具亲脂性或复合物与CPP的缀合不能对这些复合物被细胞内化的方式提供任何控制，并因此防止任何恶性细胞靶向于健康的细胞。 。因此，基于聚芳酰基Ru II复合物开发光治疗剂的下一步是癌细胞的特异性靶向。在这方面，α v β 3整联表示一个有趣的目标，因为这膜受体在neoangiogenic血管的内皮细胞和在几种人肿瘤细胞中过表达[39,40]。它公知的是含RGD的寡肽（RGD =精氨酸-甘氨酸-天冬氨酸三肽图案）结合选择性地α v β 3整联以高亲和力和非常高的选择性[41-43] 。由于多价性增强了配体与其受体的结合强度[44-46]，开发出了成簇的含RGD的化合物，并且显示出对肿瘤成像[47-50]和靶向药物递送具有吸引力的生物学特性[ 51-53]。

在设计可以特异性靶向癌细胞的光疗剂的过程中，我们设想在用多个含RGD的环戊肽修饰的多价平台上移植光反应性Ru II复合物。选择杯[4]芳烃部分作为多价平台，因为该刚性大环显示两个可以选择性官能化的不同面[54-56]。值得注意的是，杯[4]芳烃骨架已被开发用于开发可被细胞膜受体识别的多价糖 - 和肽联合芳烃[57-59]以及能够特异性靶向参与的膜蛋白的杯芳烃衍生物。血管生成过程[60]。此外，杯芳烃用于生物学应用是深入研究的主题。它们确实被用于各种领域，如表面识别，结构哑剧或膜受体抑制[61-63]，并且还表明杯芳烃本身具有抗菌，抗病毒和抗癌特性[64]。

在本文中，我们描述了多价光疗剂的合成，所述多价光疗剂被设计用于特异性靶向参与血管生成过程的膜受体。多价系统由光反应[Ru（TAP）2 phen] 2+复合物组成，该复合物与具有四个c- [RGDfK]部分的杯[4]芳烃平台相连[65]（图1）。在体外研究该缀合物之前，首先必须检查Ru II复合物的光化学是否未被靶向平台的存在改变。因此检查了该Ru II-杯芳烃偶联物的光物理性质，并与参比络合物[Ru（TAP）2 phen]的那些进行了比较。