注册 English

用于乏氧肿瘤治疗的钌(II)基光活化化疗前药研究

王发 ,  陈禹 ,  巢晖

downloadPDF
引用本文: 王发, 陈禹, 巢晖. 用于乏氧肿瘤治疗的钌(II)基光活化化疗前药研究[J]. 大学化学, 2025, 40(7): 200-212. doi: 10.12461/PKU.DXHX202410024 shu
Citation:  Fa Wang,  Yu Chen,  Hui Chao. Ruthenium(II) Complexes as Photoactivated Chemo-Prodrugs for Hypoxic Tumor Therapy[J]. University Chemistry, 2025, 40(7): 200-212. doi: 10.12461/PKU.DXHX202410024 shu

用于乏氧肿瘤治疗的钌(II)基光活化化疗前药研究

  • 中山大学化学学院, 生物无机与合成化学教育部重点实验室, 广州 510006

    • 通讯作者: 陈禹，Email: chenyu63@mail.sysu.edu.cn; 巢晖，Email: ceschh@mail.sysu.edu.cn
  • 基金项目:

    国家自然科学基金(22120102002, 22477148, 22207134)；广东省自然科学杰出青年基金(2021B1515020102)

摘要: 化疗是肿瘤治疗的主要方法之一，然而化疗药物低选择性引发的毒副作用是临床面临的重大挑战。光活化治疗借助光的时空调控实现药物活性在肿瘤部位的精准调控，显著降低毒副作用。乏氧微环境是实体肿瘤的特征之一。在多种光活化治疗方案中，非氧气依赖的光活化化疗更适配乏氧肿瘤治疗。钌(II)配合物具有丰富的光物理和光化学性质，是构建光活化化疗前药的潜在候选者。钌(II)基光活化化疗前药光激发生成钌(II)水合物与游离配体，随后前者与生物大分子结合抑制其生物功能，后者通常也具有DNA损伤或蛋白抑制能力，进一步增强体系的抗肿瘤活性。钌(II)基光活化化疗前药的理性设计策略尚不明确。本文立足光活化机制，从配体配位数角度出发简要介绍钌(II)基光活化化疗前药克服乏氧肿瘤的研究进展，初步探索其分子设计策略，总结该领域面临的挑战并展望其未来应用。希望本文可以为人们继续设计出新的高效低毒钌(II)基光活化化疗前药提供参考。

English

    1. [1]

      Sung, H.; Ferlay, J.; Siegel, R. L.; Laversanne, M.; Soerjomataram, I.; Jemal, A.; Bray, F. CA Cancer J. Clin. 2021, 71, 209.Sung, H.; Ferlay, J.; Siegel, R. L.; Laversanne, M.; Soerjomataram, I.; Jemal, A.; Bray, F. CA Cancer J. Clin. 2021, 71, 209.

    2. [2]

      宋丹红, 赵方辉, 张勇. 中国公共卫生, 2023, No. 39, 137.

    3. [3]

      Deo, K. M.; Ang, D. L.; McGhie, B.; Rajamanickam, A.; Dhiman, A.; Khoury, A.; Holland, J.; Bjelosevic, A.; Pages, B.; Gordon, C.; et al. Chem. Rev. 2018, 375, 148.Deo, K. M.; Ang, D. L.; McGhie, B.; Rajamanickam, A.; Dhiman, A.; Khoury, A.; Holland, J.; Bjelosevic, A.; Pages, B.; Gordon, C.; et al. Chem. Rev. 2018, 375, 148.

    4. [4]

      Campagna, S.; Puntoriero, F.; Nastasi, F.; Bergamini, G.; Balzani, V. Photochemistry and Photophysics of Coordination Compounds I; Springer Berlin: Heidelberg, Germany, 2007; pp. 117–214.Campagna, S.; Puntoriero, F.; Nastasi, F.; Bergamini, G.; Balzani, V. Photochemistry and Photophysics of Coordination Compounds I; Springer Berlin: Heidelberg, Germany, 2007; pp. 117–214.

    5. [5]

      Paprocka, R.; Wiese-Szadkowska, M.; Janciauskiene, S.; Kosmalski, T.; Kulik, M.; Helmin-Basa, A. Coord. Chem. Rev. 2022, 452, 214307.Paprocka, R.; Wiese-Szadkowska, M.; Janciauskiene, S.; Kosmalski, T.; Kulik, M.; Helmin-Basa, A. Coord. Chem. Rev. 2022, 452, 214307.

    6. [6]

      Wang, X.; Jin, S.; Muhammad, N.; Guo, Z. Chem. Rev. 2019, 119, 1138.Wang, X.; Jin, S.; Muhammad, N.; Guo, Z. Chem. Rev. 2019, 119, 1138.

    7. [7]

      Su, Y.; Liu, B.; Wang, B.; Chan, L.; Xiong, C.; Lu, L.; Zhang, X.; Zhan, M.; He, W. Small 2024, 20, 2310342.Su, Y.; Liu, B.; Wang, B.; Chan, L.; Xiong, C.; Lu, L.; Zhang, X.; Zhan, M.; He, W. Small 2024, 20, 2310342.

    8. [8]

      Xu, Y.; Liu, S. Y.; Zeng, L.; Ma, H.; Zhang, Y.; Yang, H.; Liu, Y.; Fang, S.; Zhao, J.; Xu, Y.; et al. Adv. Mater. 2022, 34, 2204733.Xu, Y.; Liu, S. Y.; Zeng, L.; Ma, H.; Zhang, Y.; Yang, H.; Liu, Y.; Fang, S.; Zhao, J.; Xu, Y.; et al. Adv. Mater. 2022, 34, 2204733.

    9. [9]

      Kostelnik, T. I.; Orvig, C. Chem. Rev. 2019, 119, 902.Kostelnik, T. I.; Orvig, C. Chem. Rev. 2019, 119, 902.

    10. [10]

      Deghadi, R. G.; Abbas, A. A.; Mohamed, G. G. Appl. Organ. Chem. 2021, 35, e6292.Deghadi, R. G.; Abbas, A. A.; Mohamed, G. G. Appl. Organ. Chem. 2021, 35, e6292.

    11. [11]

      Peng, P.; Wu, N.; Ye, L.; Jiang, F.; Feng, W.; Li, F.; Liu, Y.; Hong, M. ACS Nano 2020, 14, 16672.Peng, P.; Wu, N.; Ye, L.; Jiang, F.; Feng, W.; Li, F.; Liu, Y.; Hong, M. ACS Nano 2020, 14, 16672.

    12. [12]

      Peng, K.; Zheng, Y.; Xia, W.; Mao, Z. W. Chem. Soc. Rev. 2023, 52, 2790.Peng, K.; Zheng, Y.; Xia, W.; Mao, Z. W. Chem. Soc. Rev. 2023, 52, 2790.

    13. [13]

      Gourdon, L.; Cariou, K.; Gasser, G. Chem. Soc. Rev. 2022, 51, 1167.Gourdon, L.; Cariou, K.; Gasser, G. Chem. Soc. Rev. 2022, 51, 1167.

    14. [14]

      Zhang, Y. F.; Yin, Y. K.; Zhang, H.; Han, Y. F. Coord. Chem. Rev. 2024, 514, 215941.Zhang, Y. F.; Yin, Y. K.; Zhang, H.; Han, Y. F. Coord. Chem. Rev. 2024, 514, 215941.

    15. [15]

      Sgambellone, M. A.; David, A.; Garner, R. N.; Dunbar, K. R.; Turro, C. J. Am. Chem. Soc. 2013, 135, 11274.Sgambellone, M. A.; David, A.; Garner, R. N.; Dunbar, K. R.; Turro, C. J. Am. Chem. Soc. 2013, 135, 11274.

    16. [16]

      Howerton, B. S.; Heidary D. K.; Glazer, E. C. J. Am. Chem. Soc. 2012, 134, 8324.Howerton, B. S.; Heidary D. K.; Glazer, E. C. J. Am. Chem. Soc. 2012, 134, 8324.

    17. [17]

      Johnstone, T. C.; Suntharalingam, K.; Lippard, S. J. Chem. Rev. 2016, 116, 3436.Johnstone, T. C.; Suntharalingam, K.; Lippard, S. J. Chem. Rev. 2016, 116, 3436.

    18. [18]

      Farrer, N. J.; Salassa, L.; Sadler, P. J. Dalton Trans. 2009, 48, 10690.Farrer, N. J.; Salassa, L.; Sadler, P. J. Dalton Trans. 2009, 48, 10690.

    19. [19]

      Hakkennes, M. L. A.; Meijer, M. S.; Menzel, J. P.; Goetz, A. C.; Duijn, R. V.; Siegler, M. A.; Buda, F.; Bonnet, S. J. Am. Chem. Soc. 2023, 145, 13420.Hakkennes, M. L. A.; Meijer, M. S.; Menzel, J. P.; Goetz, A. C.; Duijn, R. V.; Siegler, M. A.; Buda, F.; Bonnet, S. J. Am. Chem. Soc. 2023, 145, 13420.

    20. [20]

      Chen, Y.; Bai, L.; Zhang, P.; Zhao, H.; Zhou, Q. Molecules 2021, 26, 5679.Chen, Y.; Bai, L.; Zhang, P.; Zhao, H.; Zhou, Q. Molecules 2021, 26, 5679.

    21. [21]

      Singh, T. N.; Turro, C. Inorg. Chem. 2004, 43, 7260.Singh, T. N.; Turro, C. Inorg. Chem. 2004, 43, 7260.

    22. [22]

      Bonnet, S. J. Am. Chem. Soc. 2023, 145, 23397.Bonnet, S. J. Am. Chem. Soc. 2023, 145, 23397.

    23. [23]

      Joshi, T.; Pierroz, V.; Mari, C.; Gemperle, L.; Ferrari, S.; Gasser, G. Angew. Chem. Int. Ed. 2014, 53, 2960.Joshi, T.; Pierroz, V.; Mari, C.; Gemperle, L.; Ferrari, S.; Gasser, G. Angew. Chem. Int. Ed. 2014, 53, 2960.

    24. [24]

      Lin, M.; Zou, S.; Li, T.; Karges, J.; Chen, Y.; Zhao, Y.; Ji, L; Chao, H. Chem. Commun. 2022, 58, 4324.Lin, M.; Zou, S.; Li, T.; Karges, J.; Chen, Y.; Zhao, Y.; Ji, L; Chao, H. Chem. Commun. 2022, 58, 4324.

    25. [25]

      Suen, H. F.; Wilson, S. W.; Pomerantz, M.; Walsh, J. L. Inorg. Chem. 1989, 28, 786.Suen, H. F.; Wilson, S. W.; Pomerantz, M.; Walsh, J. L. Inorg. Chem. 1989, 28, 786.

    26. [26]

      Knoll, J. D.; Albani, B. A.; Durr, C. B.; Turro, C. Phys. Chem. A 2014, 118, 10603.Knoll, J. D.; Albani, B. A.; Durr, C. B.; Turro, C. Phys. Chem. A 2014, 118, 10603.

    27. [27]

      Loftus, L. M.; Al‐Afyouni, K. F.; Turro, C. Chem. Eur. J. 2018, 24, 11550.Loftus, L. M.; Al‐Afyouni, K. F.; Turro, C. Chem. Eur. J. 2018, 24, 11550.

    28. [28]

      Wei, J.; Renfrew, A. K. J. Inorg. Biochem. 2018, 179, 146.Wei, J.; Renfrew, A. K. J. Inorg. Biochem. 2018, 179, 146.

    29. [29]

      Lameijer, L. N.; Ernst, D.; Hopkins, S. L.; Meijer, M. S.; Askes, S. H.; Le Dévédec, S. E.; Bonnet, S. Angew. Chem. Int. Ed. 2017, 56, 11549.Lameijer, L. N.; Ernst, D.; Hopkins, S. L.; Meijer, M. S.; Askes, S. H.; Le Dévédec, S. E.; Bonnet, S. Angew. Chem. Int. Ed. 2017, 56, 11549.

    30. [30]

      Zamora, A.; Denning, C. A.; Heidary, D. K.; Wachter, E.; Nease, L. A.; Ruiz, J.; Glazer, E. C. Dalton Trans. 2017, 46, 2165.Zamora, A.; Denning, C. A.; Heidary, D. K.; Wachter, E.; Nease, L. A.; Ruiz, J.; Glazer, E. C. Dalton Trans. 2017, 46, 2165.

    31. [31]

      Havrylyuk, D.; Hachey, A. C.; Fenton, A.; Heidary, D. K.; Glazer, E. C. Nat. Commun. 2022, 13, 1.Havrylyuk, D.; Hachey, A. C.; Fenton, A.; Heidary, D. K.; Glazer, E. C. Nat. Commun. 2022, 13, 1.

    32. [32]

      Li, A.; Yadav, R.; White, J. K.; Herroon, M. K.; Callahan, B. P.; Podgorski, I.; Turro, C.; Scott, E. E.; Kodanko, J. J. Chem. Commun. 2017, 53, 3673.Li, A.; Yadav, R.; White, J. K.; Herroon, M. K.; Callahan, B. P.; Podgorski, I.; Turro, C.; Scott, E. E.; Kodanko, J. J. Chem. Commun. 2017, 53, 3673.

    33. [33]

      Toupin, N.; Steinke, S. J.; Nadella, S.; Li, A.; Rohrabaugh Jr, T. N.; Samuels, E. R.; Turro, C.; Sevrioukova, I. F.; Kodanko, J. J. J. Am. Chem. Soc. 2021, 143, 9191.Toupin, N.; Steinke, S. J.; Nadella, S.; Li, A.; Rohrabaugh Jr, T. N.; Samuels, E. R.; Turro, C.; Sevrioukova, I. F.; Kodanko, J. J. J. Am. Chem. Soc. 2021, 143, 9191.

    34. [34]

      Rafic, E.; Ma, C.; Shih, B. B.; Miller, H.; Yuste, R.; Palomero, T.; Etchenique, R. J. Am. Chem. Soc. 2024, 146, 13317.Rafic, E.; Ma, C.; Shih, B. B.; Miller, H.; Yuste, R.; Palomero, T.; Etchenique, R. J. Am. Chem. Soc. 2024, 146, 13317.

    35. [35]

      Pioli, M.; Orsoni, N.; Scaccaglia, M.; Alinovi, R.; Pinelli, S.; Pelosi, G.; Bisceglie, F. Molecules 2021, 26, 939.Pioli, M.; Orsoni, N.; Scaccaglia, M.; Alinovi, R.; Pinelli, S.; Pelosi, G.; Bisceglie, F. Molecules 2021, 26, 939.

    36. [36]

      van Rixel, V. H.; Ramu, V.; Auyeung, A. B.; Beztsinna, N.; Leger, D. Y.; Lameijer, L. N.; Bonnet, S. J. Am. Chem. Soc. 2019, 141, 18444.van Rixel, V. H.; Ramu, V.; Auyeung, A. B.; Beztsinna, N.; Leger, D. Y.; Lameijer, L. N.; Bonnet, S. J. Am. Chem. Soc. 2019, 141, 18444.

    37. [37]

      Garner, R. N.; Joyce, L. E.; Turro, C. Inorg. Chem. 2011, 50, 4384.Garner, R. N.; Joyce, L. E.; Turro, C. Inorg. Chem. 2011, 50, 4384.

    38. [38]

      Hufziger, K. T.; Thowfeik, F. S.; Charboneau, D. J.; Nieto, I.; Dougherty, W. G.; Kassel, W. S.; Dudley, T. J.; Merino, E. J.; Papish, E. T.; Paul, J. J. J. Inorg. Biochem. 2014, 130, 103.Hufziger, K. T.; Thowfeik, F. S.; Charboneau, D. J.; Nieto, I.; Dougherty, W. G.; Kassel, W. S.; Dudley, T. J.; Merino, E. J.; Papish, E. T.; Paul, J. J. J. Inorg. Biochem. 2014, 130, 103.

    39. [39]

      Roque III, J.; Havrylyuk, D.; Barrett, P. C.; Sainuddin, T.; McCain, J.; Colón, K.; Sparks, W. T.; Bradner, E.; Monro, S. S.; Heidary, D.; et al. Photochem. Photobiol. 2020, 96, 327.Roque III, J.; Havrylyuk, D.; Barrett, P. C.; Sainuddin, T.; McCain, J.; Colón, K.; Sparks, W. T.; Bradner, E.; Monro, S. S.; Heidary, D.; et al. Photochem. Photobiol. 2020, 96, 327.

    40. [40]

      Rohrabaugh, T. N.; Collins, K. A.; Xue, C.; White, J. K.; Kodanko, J. J.; Turro, C. Dalton Trans. 2018, 47, 11851.Rohrabaugh, T. N.; Collins, K. A.; Xue, C.; White, J. K.; Kodanko, J. J.; Turro, C. Dalton Trans. 2018, 47, 11851.

    41. [41]

      Lai, Y.; Lu, N.; Luo, S.; Wang, H.; Zhang, P. Y. J. Med. Chem. 2022, 65, 13041.Lai, Y.; Lu, N.; Luo, S.; Wang, H.; Zhang, P. Y. J. Med. Chem. 2022, 65, 13041.

    42. [42]

      Cole, H. D.; Roque III, J.A.; Shi, G.; Lifshits, L. M.; Ramasamy, E.; Barrett, P. C.; Hodges, R. O.; Cameron, C. G; McFarland, S. A. J. Am. Chem. Soc. 2021, 144, 9543.Cole, H. D.; Roque III, J.A.; Shi, G.; Lifshits, L. M.; Ramasamy, E.; Barrett, P. C.; Hodges, R. O.; Cameron, C. G; McFarland, S. A. J. Am. Chem. Soc. 2021, 144, 9543.

    43. [43]

      Roque III, J. A.; Cole, H. D.; Barrett, P. C.; Lifshits, L. M.; Hodges, R. O.; Kim, S.; Deep, G.; Francés-Monerris, A.; Alberto, M. E.; Cameron, C. G.; et al. J. Am. Chem. Soc. 2022, 144, 8317.Roque III, J. A.; Cole, H. D.; Barrett, P. C.; Lifshits, L. M.; Hodges, R. O.; Kim, S.; Deep, G.; Francés-Monerris, A.; Alberto, M. E.; Cameron, C. G.; et al. J. Am. Chem. Soc. 2022, 144, 8317.

    44. [44]

      Wang, T.; Zhou, Q.; Zhang, Y.; Zheng, Y.; Wang, W.; Hou, Y.; Jiang, J. Y.; Chen, X. X.; Wang, X. RSC Adv. 2016, 6, 45652.Wang, T.; Zhou, Q.; Zhang, Y.; Zheng, Y.; Wang, W.; Hou, Y.; Jiang, J. Y.; Chen, X. X.; Wang, X. RSC Adv. 2016, 6, 45652.

    45. [45]

      Zhang, C.; Guan, R.; Liao, X.; Ouyang, C.; Rees, T. W.; Liu, J. P.; Chen, Y.; Chao, H. Chem. Commun. 2019, 55, 12547.Zhang, C.; Guan, R.; Liao, X.; Ouyang, C.; Rees, T. W.; Liu, J. P.; Chen, Y.; Chao, H. Chem. Commun. 2019, 55, 12547.

  • 加载中
WeChat 扫一扫看文章
计量
  • PDF下载量:  0
  • 文章访问数:  2
  • HTML全文浏览量:  1
文章相关
  • 发布日期:  2025-05-21
  • 收稿日期:  2024-10-08
  • 修回日期:  2024-12-09
通讯作者: 陈斌, bchen63@163.com
  • 1. 

    沈阳化工大学材料科学与工程学院 沈阳 110142

  1. 本站搜索
  2. 百度学术搜索
  3. 万方数据库搜索
  4. CNKI搜索

/

返回文章

All Rights Reserved by the Chinese Chemical Society   中国化学会 版权所有 京ICP备05002797号

本系统由北京仁和汇智信息技术有限公司开发    技术支持: info@rhhz.net