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萘酰亚胺类DNA嵌入剂作为抗癌试剂已经取得了巨大的进展,如氨萘非特(amonafide)和米托萘胺(mitonafide)已经进入到了Ⅱ期临床实验。但是这类化合物存在着诸多不足,如具有神经毒性,肿瘤特异性差等。由于此类化合物以DNA为作用靶点,因此应该设法提高它对DNA的结合能力,以提高其细胞毒作用和抗肿瘤活性。大连理工大学精细化工国家重点实验室采用烷基异硫脲阳离子作为连接基对称性地连接两个萘酰亚胺形成DNA双嵌入剂,利用烷基异硫脲阳离子与萘酰亚胺母体环的协同效应,设计合成了dNIT系列和sNIT系列新型萘酰亚胺类化合物,使其具有更强的DNA结合能力。本研究首先以宫颈癌Hela细胞,人神经胶质瘤U251细胞,人肝癌SMMC-7721细胞和人乳腺癌MCF-7细胞四种肿瘤细胞系为体外模型,通过MTT法检测了dNIT系列和sNIT系列化合物的细胞毒性。结果显示,双萘酰亚胺类化合物比单萘酰亚胺类化合物具有更强的细胞毒性,而细胞毒性强弱与连接臂长度无相关性。IC50结果显示,dNIT系列对不同组织的肿瘤细胞具有特异性,但这种特异性也与连接臂长度无关。其中,dNIT-6对MCF-7细胞作用12、18和24h的IC50值分别为9.93±1.03、8.72+1.22和6.92±1.56μmol/L,dNIT-2对SMMC-7721细胞作用12、18和24h的IC50值分别为12.76±1.19、10.16±1.31和7.75±1.43μmol/L,IC50值较小,特异性较强,因此选择dNIT-6和dNIT-2讨诱导肿瘤细胞凋亡的作用通路。dNIT-6作用于人乳腺癌MCF-7细胞12h,通过显微镜观察细胞生长,PI单染检测细胞周期分布,AV/PI双染检测细胞凋亡,流式细胞术检测P53和Bcl-2蛋白活性,分光光度法检测caspase-9和caspase-3活性。结果表明,dNIT-6以浓度依赖性方式诱导MCF-7细胞凋亡,并造成细胞周期阻滞于G0/G1期。dNIT-6能够激活P53,抑制Bcl-2,进而激活caspase-9、caspase-3,引发凋亡级联反应,最终导致细胞凋亡。dNIT-2作用于人肝癌SMMC-7721细胞12h,通过显微镜观察细胞生长,PI单染检测细胞周期分布,AV/PI双染检测细胞凋亡,流式细胞术检测P53和Bcl-2蛋白活性,罗丹明123染色检测线粒体膜电位变化,分光光度法检测caspase-9和caspase-3活性。结果表明,dNIT-2以浓度依赖性方式诱导SMMC-7721细胞凋亡,并造成细胞周期阻滞于S期。dNIT-2能够激活了P53,破坏线粒体膜电位,抑制Bcl-2,进而激活caspase-9、caspase-3,引发凋亡级联反应,最终导致细胞经由线粒体途径凋亡。研究结果表明,dNIT-6和dNIT-2对肿瘤细胞具有很强的毒性作用,它们对肿瘤细胞的凋亡诱导作用都与P53激活和Bcl-2抑制有关,但是对于不同肿瘤细胞,它们引起凋亡的机制不完全相同,这与所研究的细胞株不同有直接关系。本实验为深入了解萘酰亚胺类的毒性作用机理打下基础,并为抗肿瘤化合物的设计合成提供了理论依据。