

Citation: Jichao XU, Ming HU, Xichang CHEN, Chunhui WANG, Leichen WANG, Lingyi ZHOU, Xing HE, Xiamin CHENG, Su JING. Construction and hydrogen peroxide-activated chemodynamic activity of ferrocene?benzoselenadiazole conjugate[J]. Chinese Journal of Inorganic Chemistry, 2025, 41(8): 1495-1504. doi: 10.11862/CJIC.20250144

二茂铁与苯并硒二唑偶联体的构建及其过氧化氢激活的化学动力学活性
English
Construction and hydrogen peroxide-activated chemodynamic activity of ferrocene?benzoselenadiazole conjugate
-
Key words:
- ferrocene
- / benzoselenadiazole
- / prodrug
- / chemodynamic therapy
- / fluorescence imaging
-
0. 引言
化疗是肿瘤临床治疗中最常用的手段,然而化疗药物往往缺乏肿瘤选择性,其非特异性的细胞毒性常导致正常组织的损伤,极大限制了其临床应用[1]。近年来,化学动力学治疗(chemodynamic therapy,CDT)作为一种新兴的肿瘤治疗策略,因其独特的肿瘤微环境(tumor microenvironment,TME)响应特性而备受关注。CDT利用TME中过表达的过氧化氢(H2O2)和弱酸性条件,通过芬顿(Fenton)或类芬顿反应将H2O2转化为具有细胞毒性的羟基自由基(·OH),从而对肿瘤细胞造成特异性杀伤[2]。例如,Gérard Jaouen等报道的Ferrocifen系列衍生物和本课题组报道的二茂铁-多巴胺衍生物,利用二茂铁催化芬顿反应产生·OH触发肿瘤细胞凋亡,是有效的CDT抗癌候选前药[3-6]。Yang等报道了一种具有超氧化物歧化酶活性的纳米酶,通过促进超氧阴离子(O2-)的转化,升高肿瘤部位H2O2含量,提高CDT效率,有效抑制肿瘤细胞生长[7]。与传统化疗相比,CDT具有两大优势:其一,CDT治疗中活性氧(ROS) 的产生依赖于肿瘤区域特有的H2O2富集和酸性,因而可有效提高治疗选择性,减少对正常组织的损伤[8-9]。其二,ROS通过氧化损伤直接破坏生物大分子(如脂质、蛋白质和DNA),可规避部分化疗药物耐药机制,为克服化疗耐药提供了新思路。因此,开发基于CDT的策略对于提高肿瘤治疗的安全性与可靠性具有重要意义。
荧光成像由于具有灵敏度高、选择性好、无损伤、时空分辨率高等优点,可协助精确监测疾病治疗过程中药物的递送、释放过程,并评估药物治疗的活性[10]。将治疗药物与成像试剂集合于一体的前药,可同时实现疾病的诊断、治疗以及疗效评估[11-13]。苯并[c][1, 2, 5]硒二唑(SeNBD)及其衍生物作为一类强电子受体,具有较窄HOMO-LUMO能带隙。其荧光发射可在可见光至近红外光的波长范围间灵活调制,具有光毒性低、组织穿透能力强、背景干扰低的特点,特别适合活细胞成像[14-16]。例如,SeNBD与L-异丝氨酸偶联后,可用于可视化跟踪乳酸在活细胞中的转运过程[17-18]。Zhou等制备了一种基于SeNBD与萘苯二酰亚胺偶联物的探针,可用于癌细胞凋亡过程中硫氧还蛋白(TXNRD)还原酶活性的实时跟踪[19]。因此,本研究拟利用SeNBD荧光团构建具有化学动力学诊疗活性的前药分子。
本研究中,我们开发了一种基于二茂铁与SeNBD偶联物的响应性化学动力学诊疗前药 FcNH-SeNBD(图 1)。FcNH-SeNBD可响应肿瘤细胞中过表达的H2O2,在二茂铁的催化作用下通过芬顿反应,生成具细胞毒性的·OH,实现前药的活化并诱导肿瘤细胞凋亡。在此过程中,二茂铁被H2O2氧化,导致其与SeNBD间的光致电子转移(PET)效应受阻[20-22],因此,二茂铁对SeNBD荧光的猝灭作用被抑制,Se-NBD荧光发射得以恢复,形成“turn-on”荧光信号。FcNH-SeNBD巧妙地利用了二茂铁的芬顿反应催化活性以及荧光调节性能,通过荧光信号的增强实现前药活化过程的实时监测,因而可协助评估CDT的治疗效果,具有个性化抗肿瘤诊疗的应用潜力。
图 1
图 1. FcNH-SeNBD过氧化氢激活的CDT活性及荧光成像示意图Figure 1. Scheme illustration of the H2O2-activated CDT activity and fluorescence imaging capability of FcNH-SeNBD1. 实验部分
1.1 试剂和仪器
合成 FcNH-SeNBD的原料及溶剂均购买自供应商,使用前未作进一步纯化。紫外可见吸收光谱测量使用UV 1050 Spectrophotometer(Perkin Elmer)。荧光光谱测量使用FS5 Spectrophotometer (Edinburgh)。1H NMR、13C NMR和 77Se NMR测试分别使用400、101和76 MHz NMR spectrometer(Bruker Avance)。ESI-HRMS测量使用Q-Exactive mass spec- trometer(Thermo UPLC H-Class/Xevo G2-XS)。所有光学测试均采用色谱级二甲亚砜(DMSO)与超纯水配制样品溶液。结直肠癌细胞(HCT116)、肝癌细胞(HepG2)和正常结肠上皮细胞(NCM-460)在培养基(DMEM,含10% 胎牛血清和1% 青霉素+链霉素)中培养。培养箱内温度为37 ℃,二氧化碳体积分数为5%。荧光成像使用倒置荧光显微镜(LV100ND,NIKON)。蛋白印迹实验使用电泳仪(DYY-6C)、转移电泳仪槽(DYCZ-400D)、垂直电泳槽(DYCZ-24DN)、台式离心机(TGL-16c,上海安亭)、冷冻离心机(TGL- 16,湖南湘仪)、暗匣(AX-Ⅱ,广东粤华)以及扫描仪(LiDE110,Canon)完成。
1.2 FcNH-SeNBD的合成与表征
4-氯苯并硒二唑(2)的合成:将二氧化硒(0.499 g,4.5 mmol)加入到含3-氯邻苯二胺(1)(0.525 g,3.7 mmol)的乙醇溶液(20 mL)中。反应体系在85 ℃下回流反应3 h,然后减压蒸发除去溶剂。残余固体经柱层析(V正己烷: V乙酸乙酯=7:1)洗脱分离后,得到白色固体(0.717 g,89%)。1H NMR(400 MHz,DMSO-d6):δ 7.84 (dd,J=8.9,1.0 Hz,1H),7.70(dd,J=7.1,1.0 Hz,1H),7.53(dd,J=9.0,7.2 Hz,1H)。13C NMR(101 MHz,DMSO-d6):δ 160.24,156.76,129.74,128.48,126.94,123.03。77Se NMR(76 MHz,DMSO-d6):δ 1 534.89。
SeNBD-Cl (3)的合成:取 2(0.501 g,2.3 mmol)溶于5 mL H2SO4中,在0 ℃下滴加1.5 mL HNO3。搅拌30 min后,缓慢滴加100 mL H2O猝灭反应,生成大量黄色沉淀。固体用乙酸乙酯和水萃取,有机相使用无水MgSO4干燥后,减压蒸发除去溶剂。粗产物经乙酸乙酯重结晶纯化得到黄色固体(0.573 g,95%)。1H NMR(400 MHz,DMSO-d6):δ 8.50(d,J=8.1 Hz,1H),7.94(d,J=7.9 Hz,1H)。13C NMR(101 MHz,DMSO-d6):δ 157.24,150.59,140.33,133.65,127.87,126.50。77Se NMR(76 MHz,DMSO-d6):δ 1 573.48。
FcNH - SeNBD的合成:称取 3(26.2 mg,0.1 mmol)、氨基二茂铁(20.1 mg,0.1 mmol)、碳酸氢钠(16.8 mg,0.2 mmol),加入3 mL DMF,于80 ℃下搅拌反应12 h,溶液变为黑色。结束后反应液经乙酸乙酯与水萃取,有机相再经过无水MgSO4干燥,减压蒸发除去溶剂。粗产物经过柱层析(V石油醚: V乙酸乙酯=5: 1)洗脱分离,得到暗红色固体(22.7 mg,53%)。1H NMR(400 MHz,CDCl3):δ 8.70(d,J=8.7 Hz,1H),7.59 (s,1H),6.84(d,J=8.8 Hz,1H),4.54(s,2H),4.32(s,5H), 4.28(s,2H)。13C NMR(101 MHz, CDCl3):δ 152.43,145.23,134.84,130.66,100.04,94.33,69.54,66.25,63.57。77Se NMR(76 MHz,CDCl3):δ 1 522.64. ESI - HRMS(m/z):C16H12FeN4O2Se+[M+]计算值427.947 6,实验值427.946 6。
1.3 ROS测试
单线态氧检测:采用9,10-蒽二基-双(亚甲基) 二甲酸(ABDA)为单线态氧检测探针。在ABDA溶液(100 μmol·L-1)中分别加入 SeNBD-Cl和 FcNH-SeNBD(10 μmol·L-1),随后置于白光下(30 mW·cm-2) 照射,检测378 nm处溶液的紫外吸收峰变化。
羟基自由基检测:在具塞比色管中加入1 mL 150 μmol·L-1的亚甲蓝(MB)溶液、1 mL 7.5 mmol·L-1的H2O2溶液、0.9 mL DMSO、0.1 mL磷酸盐缓冲液(PBS,pH=7.2)。上述溶液作为空白对照。之后在避光条件下加入与空白等量的MB、H2O2以及PBS(pH= 7.2),再分别加入0.9 mL FeSO4溶液(浓度33 μmol· L-1)、0.9 mL FcNH-SeNBD(33 μmol·L-1)的DMSO溶液,其中 FcNH-SeNBD溶液设置白光光照组(30 mW·cm-2,10 min)与避光组对比实验,检测反应液在665 nm处的吸光度(A)。羟基自由基生成效率(η)计算式:η=(A空白-A样品)/(A空白-AFeSO4)×100%。
1.4 荧光光谱测试
采用色谱级DMSO与超纯水体积比为9:1的混合溶剂配制样品溶液,浓度为10 μmol·L-1,荧光光谱激发波长为λex=467 nm,狭缝宽度为8 nm。
FcNH - SeNBD随过氧化氢浓度响应:在10 μmol·L-1的 FcNH-SeNBD中加入过氧化氢,使得溶液中的过氧化氢最终浓度分别为0、5、10、20、40、60、80、100 μmol·L-1,室温下放置15 min。然后将溶液转移至石英比色皿(1 cm)中测量荧光光谱。另外,向10 μmol·L-1的 FcNH-SeNBD加入40 μmol· L-1 H 2O2,测定其荧光发射光谱随不同放置时间(5、10、15、30、60 min)的变化情况。
1.5 细胞毒性分析
FcNH-SeNBD的细胞毒性通过CCK-8测试进行评价。在96孔无菌板中,每孔加入100 μL的HCT116、HepG2细胞或NCM-460悬液,并置于CO2培养箱中孵化24 h。配制质量浓度梯度依次为0、3.125、6.250、12.50、25.00、50.00、100.0、200.00 μg· mL-1的前药溶液,并依次加入96孔板中。各个浓度重复6孔,其中3孔作为光照组,另3孔作为对照组不进行光照。光照组在30 mW·cm-2的白光下照射10 min并孵化24 h后,弃去前药溶液,每孔中加入100 μL 5% CCK-8溶液,继续孵化2 h,使用酶标仪测量450 nm处的吸光度(即光密度OD)。
相对细胞活力计算公式:Rcv=ODtreated/ODcontrol× 100%=Atreated/Acontrol×100%,其中Atreated、Acontrol分别是在前药和空白样品的情况下获得的吸光度。
1.6 细胞荧光成像
将HCT116细胞接种在20 mm培养皿中(5×105个)并置于培养箱中培养。12 h后弃去皿中培养基,用PBS淋洗细胞1~2次。将细胞分为实验组与对照组。其中,实验组加入培养基配制的5、10、20、40 μmol·L-1 FcNH-SeNBD溶液;对照组加入纯培养基。2组在相同条件下孵化3 h后均用PBS润洗细胞3次,置于倒置显荧光显微镜下进行细胞成像(λex=450 nm,λem=600~700 nm)。
1.7 免疫印迹(Western blotting)实验
向6孔板中加入100 μL的HCT116细胞悬浊液(每孔5×105个HCT116细胞)并置于CO2培养箱中孵化24 h。随后,向各孔加入前药 FcNH-SeNBD溶液(12.50 μg·mL-1)并分别继续孵化0、24和48 h。孵化结束后,弃去培养基,取细胞置于离心管中。向离心管中加入适量的RIPA蛋白裂解液及相应比例的蛋白酶抑制剂和磷酸酶抑制剂并混合均匀,置于冰上裂解30 min。随后在4 ℃低温下离心(12 000 r· min-1,15 min),取上清液。向上清液中加入蛋白上样缓冲液并于100 ℃孵化10 min。使用SDS-PAGE分离胶(12%)分离样品(电压U=70 V,30 min;110 V,90 min)。电泳结束后将蛋白转移到聚偏二氟乙烯(PVDF)膜上,随即用5% 脱脂奶粉溶液于室温下封闭1 h并洗涤。根据供应商说明书分别配制一抗(GAPDH:Proteintech,60004-1-Ig;Caspase3:Protein- tech,19677 - 1 - APg;cleaved Caspase3:Proteintech,25128-1-AP)及辣根过氧化物酶(HRP)标记的鼠二抗或兔二抗(鼠二抗:Cell Signaling Technology,7076S;兔二抗:Cell Signaling Technology,7074S)溶液。将一抗溶液与PVDF膜在4 ℃孵化过夜。回收一抗,使用TBST缓冲液(Tris-HCl+Tween)洗涤PVDF膜3次,每次5 min。室温下,将PVDF膜与二抗溶液孵化1~ 2 min。回收二抗,再次用TBST缓冲液洗涤PVDF膜3次,每次5 min。使用新鲜配制的电化学发光显影液(苏州新赛美生物科技,P2300)于暗室中曝光和定影。
2. 结果与讨论
2.1 FcNH-SeNBD的合成与表征
如图 2所示,4-氯苯并硒二唑(4-chlorobenzo[c] [1, 2, 5]selenadiazole,2)和6-氯-7-硝基苯并硒二唑(6- chloro- 7 -nitrobenzo[c][1, 2, 5]selenadiazole,SeNBD-Cl,3)参考已有文献合成[17]。SeNBD-Cl (3)进一步和二茂铁胺发生取代反应,得到 FcNH-SeNBD。相关 1H NMR、13C NMR及 77Se NMR表征谱图见图 3。图 3A为2的 1H NMR谱图,其中化学位移δ=7.84、7.70、7.53处的峰分别对应4-氯苯并硒二唑芳环2位、3位以及1位的氢原子。硝基化反应后的产物 SeNBD-Cl的1位氢原子对应的信号峰消失(图 3D)。FcNH-SeNBD的 1H NMR谱图中可观察到茂环的特征信号,分别为δ=4.54、4.32、4.28的峰(图 3G),证实了产物 FcNH-SeNBD结构。13C NMR(图 3B、3E和3H)与 77Se NMR(图 3C、3F与3I)进一步佐证了由2和 SeNBD-Cl制备FcNH-SeNBD过程中碳原子与硒原子的化学环境变化。FcNH-SeNBD的高分辨质谱中观察到m/z=427.946 6的分子离子峰,这与 FcNH-SeNBD的理论模拟m/z及同位素峰分布吻合(图 4)。综上,波谱分析确证了产物FcNH-SeNBD的结构及纯度。
图 2
图 3
图 4
在紫外可见吸收光谱中可观察到SeNBD-Cl在380 nm处具有较强吸收峰(图 5A)。与 SeNBD-Cl相比,FcNH-SeNBD在431、510 nm处的新吸收峰为二茂铁的特征吸收。在荧光光谱中(图 5B和5C),以最大激发波长460 nm激发 SeNBD-Cl,可观察到其位于511 nm处的荧光发射。然而在相似条件下,未观察到FcNH-SeNBD的荧光发射,这可能是由于二茂铁与SeNBD之间的光诱导电子转移(PET)效应猝灭了其荧光发射。
图 5
2.2 FcNH-SeNBD的CDT活性
为了探究FcNH-SeNBD前药的CDT潜力,我们探究了其产生ROS的能力。我们首先使用单线态氧(1O2)探针ABDA与 SeNBD-Cl或 FcNH-SeNBD混合,之后光照(30 mW·cm-2)30 min,以探究二者的 1O2产生能力[23]。由图 6A可知,在光照条件下,可观察到对照组中ABDA的特征的多重吸收峰(360、378和400 nm),且并未观察到吸收峰强度随光照时间的变化,表明光照ABDA本身不会导致 1O2产生。与之类似,加入SeNBD-Cl(图 6B)或FcNH-SeNBD(图 6C)后ABDA的吸收峰亦保持稳定。然而,当ABDA与阳性参照物玫瑰红(rose bengal,图 6D)混合并光照时,ABDA在360、378和400 nm处的特征吸收峰均显著降低。这表明SeNBD-Cl与FcNH-SeNBD在光照条件下不具备显著的催化产生 1O2能力。
图 6
随后,我们采用MB降解法测定了FcNH-SeN-BD催化生成·OH的效率。该方法基于·OH可特异性降解MB的特性,通过监测MB在665 nm处吸光度的变化以定量·OH的生成效率[24]。如图 7A所示,在避光条件下,FcNH-SeNBD导致MB的吸收峰减弱,这表明 FcNH-SeNBD可促使·OH产生,生成效率为28%。在光照条件下(FcNH-SeNBD+hν,白光,30 mW·cm-2),MB吸收峰进一步降低,·OH生成效率达52%。该现象表明,光照可有效促进芬顿反应的进行[25],意味着 FcNH-SeNBD具有潜在的光照增强CDT活性。
图 7
图 7. FcNH-SeNBD与过氧化氢的反应检测: (A) 以不同化合物处理MB后, MB的可见吸收谱图; (B) 不同浓度的过氧化氢处理FcNH-SeNBD(10 μmol·L-1)15 min后的荧光光谱; 40 μmol·L-1过氧化氢处理FcNH-SeNBD (10 μmol·L-1)不同时间时的(C) 荧光光谱和(D) 最大发射强度Figure 7. Detection of the reaction between FcNH-SeNBD and hydrogen peroxide: (A) visible absorption spectra of methylene blue (MB) treated with different compounds; (B) fluorescence spectra of FcNH-SeNBD (10 μmol·L-1) treated with different concentrations of hydrogen peroxide for 15 min; (C) fluorescence spectra and (D) maximum emission intensities of FcNH-SeNBD (10 μmol·L-1) treated with 40 μmol·L-1 hydrogen peroxide at different times2.3 H2O2激活的FcNH-SeNBD荧光活性
为了评估 FcNH-SeNBD在癌细胞中的荧光成像潜力,我们将 FcNH-SeNBD加入H2O2溶液,考察其荧光性质的变化。如图 7B所示,SeNBD基团在530和570 nm处的荧光发射展现出随H2O2浓度的依赖性增强。动力学分析显示,H2O2诱导的荧光发射可在5 min内迅速增强,并在15 min后达到稳定(图 7C和7D)。荧光信号的快速增强可能是由于二茂铁与过氧化氢间的芬顿反应,阻断了二茂铁与SeNBD的PET效应,从而导致SeNBD的荧光发射恢复。这意味着FcNH-SeNBD可作为一种快速、灵敏的“Off-On”型探针,具有监测 FcNH-SeNBD前药在肿瘤细胞微环境中活化过程的潜力。
2.4 FcNH-SeNBD细胞毒性和细胞成像
为评估FcNH-SeNBD的抗肿瘤活性,我们采用CCK-8法检测了其对不同细胞系的毒性,结果见图 8和表 1。在避光条件下(图 8A),FcNH-SeNBD对2种肿瘤细胞系(HCT116和HepG2)均表现出一定的暗毒性,其IC50分别为(28.02±1.1) μg·mL-1和(11.56± 1.3) μg·mL-1。而在光照条件下(图 8B),其细胞毒性进一步增强,对HCT116细胞和HepG2细胞的IC50分别降至(15.74±1.5) μg·mL-1和(7.95±0.98) μg·mL-1。值得注意的是,HepG2细胞对FcNH-SeNBD的敏感性显著高于HCT116细胞,表明该化合物可能具有肿瘤类型依赖效应。此外,FcNH-SeNBD对正常结肠上皮细胞NCM-460呈现较低的毒性(IC50>100 μg· mL-1),未观察到显著的细胞活性降低。上述结果表明,FcNH-SeNBD作为一种前药,可在肿瘤细胞环境中被选择性激活并发挥抗肿瘤活性。同时,FcNH-SeNBD对正常细胞NCM-460表现出低毒性,展现出良好的特异性治疗潜力。
表 1
Condition IC50 / (μg·mL-1) HCT116 HepG2 NCM-460 Dark 28.02±1.1 11.56±1.3 > 100 Light 15.74±1.5 7.95±0.98 > 100 图 8
图 8. 分别在(A) 避光和(B) 光照下孵化24 h(光照条件: 白灯30 mW·cm-2, 光照时间10 min)后, FcNH-SeNBD对不同细胞系的毒性; (C) 分别用2.14、4.27、8.54和17.08 μg·mL-1 FcNH-SeNBD处理后, HCT116细胞在倒置显微镜下的明场、荧光和叠加图(比例尺: 100 μm)Figure 8. Cytotoxicity of FcNH-SeNBD against various cell lines after incubation for 24 h in the (A) absence of light irradiation or (B) presence of light irradiation under 30 mW·cm-2 white light for 10 min; (C) Bright field, fluorescence, and overlay images of HCT116 cells treated with 2.14, 4.27, 8.54, and 17.08 μg·mL-1 FcNH-SeNBD under an inverted microscope (Scale bar: 100 μm)为验证 FcNH-SeNBD在肿瘤细胞中的荧光成像能力及摄取效率,我们将不同浓度的FcNH - SeNBD溶液分别与HCT116细胞孵化,并通过倒置显微镜观察细胞内荧光信号。如图 8C所示,经 FcNH-SeNBD处理的细胞内出现明显的红色荧光,并且荧光强度呈现 FcNH-SeNBD浓度依赖性。这表明 FcNH-SeNBD可被细胞有效摄取并在肿瘤细胞微环境下激活,产生SeNBD荧光发射。这些结果揭示FcNH-SeNBD可作为一种潜在的诊疗前药,其可激活的荧光发射性质能够辅助跟踪其在肿瘤细胞的富集与活化,用于治疗效果的预判及评估。
2.5 免疫印迹检测
为深入探究FcNH-SeNBD的抗癌机制,我们通过免疫印迹实验检测了caspase 3及其活化形式cleaved caspase 3的表达水平变化[26]。作为凋亡执行的关键效应蛋白,caspase 3通常以酶原(procas- pase)形式存在,经蛋白水解切割后形成具有蛋白酶活性的cleaved caspase 3,进而启动凋亡级联反应[27-28]。如 图 9所示,经 FcNH - SeNBD处理后,HCT116细胞内cleaved caspase 3水平呈现出显著的时间依赖性升高,说明FcNH-SeNBD可能通过激活凋亡通路发挥抗癌作用,鉴于有研究报道焦亡(pyroptosis)可能参与该过程[22, 29],其具体作用机制有待后续研究验证。
图 9
图 9. FcNH-SeNBD诱导凋亡通路分析: (A) 免疫印迹法检测不同时间内caspase 3及cleaved caspase 3表达水平; (B) caspase 3定量分析; (C) cleaved caspase 3定量分析Figure 9. Analysis of apoptosis induced by FcNH-SeNBD: (A) detecting the expression levels of caspase 3 and cleaved caspase 3 by Western blotting; (B) quantitative analysis of caspase 3; (C) quantitative analysis of cleaved caspase 33. 结论
综上所述,本研究成功设计并构建了一种基于二茂铁-苯并硒二唑偶联物的肿瘤细胞微环境响应型化学动力学前药 FcNH-SeNBD。FcNH-SeNBD可在肿瘤细胞中富集并产生强红色荧光,用于协助监测前药的活化与疗效的评估。体外实验表明,FcNH-SeNBD具有良好的肿瘤选择性,对肝癌细胞HepG2[IC50= (7.95±0.98) μg·mL-1]和结直肠癌细胞HCT116[IC50=(15.74±1.5) μg·mL-1]表现出选择性杀伤作用,而对正常结肠上皮细胞NCM-460无显著毒性(IC50>100 μg·mL-1)。细胞毒性机制分析显示,FcNH-SeNBD通过激活caspase-3依赖性凋亡通路发挥对肿瘤细胞的杀伤作用。FcNH-SeNBD兼具过氧化氢激活的化学动力学治疗与荧光成像活性,具有肿瘤特异性诊疗一体化的应用潜力,为多功能抗肿瘤前药的开发提供了新的思路。
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图 7 FcNH-SeNBD与过氧化氢的反应检测: (A) 以不同化合物处理MB后, MB的可见吸收谱图; (B) 不同浓度的过氧化氢处理FcNH-SeNBD(10 μmol·L-1)15 min后的荧光光谱; 40 μmol·L-1过氧化氢处理FcNH-SeNBD (10 μmol·L-1)不同时间时的(C) 荧光光谱和(D) 最大发射强度
Figure 7 Detection of the reaction between FcNH-SeNBD and hydrogen peroxide: (A) visible absorption spectra of methylene blue (MB) treated with different compounds; (B) fluorescence spectra of FcNH-SeNBD (10 μmol·L-1) treated with different concentrations of hydrogen peroxide for 15 min; (C) fluorescence spectra and (D) maximum emission intensities of FcNH-SeNBD (10 μmol·L-1) treated with 40 μmol·L-1 hydrogen peroxide at different times
图 8 分别在(A) 避光和(B) 光照下孵化24 h(光照条件: 白灯30 mW·cm-2, 光照时间10 min)后, FcNH-SeNBD对不同细胞系的毒性; (C) 分别用2.14、4.27、8.54和17.08 μg·mL-1 FcNH-SeNBD处理后, HCT116细胞在倒置显微镜下的明场、荧光和叠加图(比例尺: 100 μm)
Figure 8 Cytotoxicity of FcNH-SeNBD against various cell lines after incubation for 24 h in the (A) absence of light irradiation or (B) presence of light irradiation under 30 mW·cm-2 white light for 10 min; (C) Bright field, fluorescence, and overlay images of HCT116 cells treated with 2.14, 4.27, 8.54, and 17.08 μg·mL-1 FcNH-SeNBD under an inverted microscope (Scale bar: 100 μm)
图 9 FcNH-SeNBD诱导凋亡通路分析: (A) 免疫印迹法检测不同时间内caspase 3及cleaved caspase 3表达水平; (B) caspase 3定量分析; (C) cleaved caspase 3定量分析
Figure 9 Analysis of apoptosis induced by FcNH-SeNBD: (A) detecting the expression levels of caspase 3 and cleaved caspase 3 by Western blotting; (B) quantitative analysis of caspase 3; (C) quantitative analysis of cleaved caspase 3
表 1 FcNH-SeNBD对不同细胞系的细胞毒性
Table 1. Cytotoxicity of FcNH-SeNBD against various cell lines
Condition IC50 / (μg·mL-1) HCT116 HepG2 NCM-460 Dark 28.02±1.1 11.56±1.3 > 100 Light 15.74±1.5 7.95±0.98 > 100 -

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