本文通过设计和改造合成了一系列酰腙类席夫碱和缩氨基硫脲配体,并与过渡金属配位合成了一系列新的配合物,使用红外光谱、核磁共振、质谱、元素分析及X-射线单晶衍射技术对其进行表征。MTT法研究了配体及配合物对肿瘤细胞的抑制率,流式细胞仪研究了配合物对肿瘤细胞周期的影响及诱导肿瘤细胞凋亡的情况;ICP-MS、荧光倒置显微镜、紫外-可见光谱、荧光光谱、蛋白印迹法、琼脂糖凝胶电泳、TRAP分析和分子对接模拟分别用于研究了配合物在肿瘤细胞的分布、配合物与DNA的相互作用、配合物对周期和凋亡相关蛋白及对端粒酶活性的影响,并使用3D细胞球模拟体外肿瘤体来研究配合物对肿瘤体的影响,获得了多个活性较好的席夫碱金属配合物。一、为筛选具有较高抗肿瘤活性的席夫碱过渡金属配合物,本论文基于吡啶苯甲酰腙进行结构优化,合成了吡啶醛苯甲酰腙（L1）、喹啉醛苯甲酰腙（L2）、萘甲醛苯甲酰腙（L8-12）和水杨醛苯甲酰腙（L13-17）,并通过巯基替代席夫碱中羰基合成了吡啶醛缩氨基硫脲配体（L8-12）,使用溶液法将以上配体与过渡金属离子鳌合配位合成了配合物C1-C21;X-单晶衍射结果显示所有配合物均为单核分子,铜金属配合物C1和C4中的中心铜（Ⅱ）离子通过与配体L1和L2上的N原子、杂环N原子和羰基O原子进行三齿鳌合配位;铜（Ⅱ）-缩氨基硫脲配合物C7-C11的中心铜（Ⅱ）离子与氨基硫脲配体L3-7中的N原子、杂环N原子和巯基S原子进行三齿鳌合,而配合物C10和C11的中心铜（Ⅱ）离子还与一个甲醇分子鳌合形成五配位模式;Pt配合物C2和C5的中心Pt（Ⅱ）离子通过与配体L1和L2上的两个N原子进行双齿鳌合;Ru配合物C3和C6的中心Ru（Ⅱ）离子与通过配体L1和L2上的N原子和羰基O原子形成双齿配位;Pt配合物C12和C13的中心Pt（Ⅱ）离子通过与配体L8和L9上的N原子和羰基O原子进行双齿鳌合,另外与一个氯离子和一个二甲基亚砜分子鳌合,形成平面四边形;Pt配合物C14、C15和C16的中心Pt（Ⅱ）离子通过与配体L10、L11和L12上的N原子和苯环上的去氢O原子进行双齿鳌合,另外与一个氯离子和一个二甲基亚砜分子鳌合,形成平面四边形;配合物C17、C18、C19和C20的中心Pt（Ⅱ）离子通过与配体L13-L16上的N原子和羰基O原子进行双齿鳌合,另外与一个氯离子和一个二甲基亚砜分子鳌合,形成平面四边形;Pt配合物C21的中心Pt（Ⅱ）离子通过与配体L17上的N原子和苯环上的去氢O原子形成双齿鳌合,另外与一个氯离子和一个二甲基亚砜分子鳌合,形成平面四边形。这些配合物在配位模式和分子结构上有一定差异,可能会导致其生物活性的差异。二、使用MTT法检测了配体及配合物对肿瘤细胞的抑制率。结果显示,除缩氨基硫脲配体L4-7对肿瘤细胞有较高的抑制率（52.27%-76.49%）外,其他配体对肿瘤细胞的抑制率都较低（<40%）,对缩氨基硫脲配体L3的N-4进行结构修饰后的配体L4-7对肿瘤细胞的抑制率大大增强;通过配体L1和L2分别与三种不同的金属离子形成配位得到配合物C1-C6,其对肿瘤细胞的抑制率存在明显差异,其中Cu（Ⅱ）配合物C1和C4表现出相对较高的活性,对MGC80-3细胞的活性最好,IC₅₀值分别为（22.02±1.83）μM和（15.68±1.29）μM,而Pt（Ⅱ）配合物C2和C5对MGC80-3细胞的IC₅₀值>40μM,Ru（Ⅱ）配位合物对人胃癌细胞系MGC80-3细胞的IC₅₀值>50μM;ICP-MS检测配合物C1-C6作用于1×10⁶的MGC80-3细胞后细胞中三种金属的总量,结果显示细胞中铜的总量分别为（3.87±0.22nmol Cu/10⁶cells）（C1）和（7.32±0.22 nmol Cu/10⁶cells）（C4）,检测到细胞中Pt的总量分别为（2.98±0.32 nmol Pt/10⁶cells）（C2）和（4.68±0.42 nmol Pt/10⁶cells）（C5）,检测到细胞中Ru的总量分别为（0.042±0.012 nmol Ru/10⁶cells）（C3）和（0.044±0.003 nmol Ru/10⁶cells）（C6）,Ru配合物相对Cu和Pt配合物被吸收进入细胞的量较少,可能是导致配合物C3和C6活性低原因;2-吡啶缩氨基硫脲配体及其铜配合物对MGC80-3细胞和SK-OV-3细胞具有较高的抑制能力,其中配体L3及其配合物C7对MGC80-3细胞的IC₅₀值分别为（19.04±0.43）μM和（12.11±0.82）μM,通过在N-4位引入苯环（C8）、或使N-4形成哌啶环（C9）或吡咯烷环（C11）,配合物吸收进入肿瘤细胞的的量明显增高,配合物对MGC80-3细胞的活性提高几倍。而在N-4处引入两个甲基后的配合物C10对MGC80-3细胞的细胞毒性比C7增加14倍多,结果说明对N-4位的修饰能很好的改变配体及其配合物的活性;选用羟基、烃基或卤素取代苯甲酰腙苯环上的氢前后得到的Pt（Ⅱ）配合C12-C16对MGC80-3细胞的抑制率高于其他肿瘤细胞,其IC₅₀分别为（7.18±0.58）μM、（10.64±0.87）μM、（5.22±0.70）μM、（4.38±0.38）μM和（13.07±0.31）μM,低于顺铂的IC₅₀（17.87±0.35）μM,以异丙基对位取代的配合物C15活性最好;以卤素或甲基取代水杨醛苯环上的氢原子后合成得到酰腙配合物C18-C21,配合物显示出对肿瘤细胞有良好的活性,IC₅₀值在5.67-18.64μM范围内,比未修饰前的配合物C17的细胞毒性提高了(IC₅₀值在15.41-27.76μM范围),配合物C17-C21对A549细胞和A549cisR细胞显示出相同的活性,其中以溴离子取代的C19对这两株细胞的活性最好,IC₅₀值分别为（8.03±0.26）μM和（8.07±0.28）μM,优于顺铂对A549细胞和A549cisR细胞的活性,IC₅₀值分别为（20.25±0.74）μM和（49.24±0.57）μM,表明配合物C19与顺铂无交叉耐药性。实验表明,通过结构修饰和改造后,可增加肿瘤细胞对配合物吸收,增强活性。三、流式细胞术检测配合物诱导肿瘤细胞凋亡的情况的结果显示:配合物C7和C10能诱导MGC80-3细胞发生晚期凋亡,凋亡百分比为22.76%和32.75%;配合物C12-C16明显诱导MGC80-3细胞发生早期凋亡,凋亡百分比为36.66%、30.90%、42.85%、71.45%和22.79%;配合物C17和C19能诱导A549cisR细胞发生早期凋亡,凋亡百分比为38.97%和45.07%;另外流式细胞术检测到配合物C7能将MGC80-3细胞周期阻滞在G1期,而配合物C10、C12-C16将MGC80-3细胞周期阻滞在S期,配合物C17和C19将A549cisR细胞周期阻滞在S期,配合物都引起了细胞内线粒体膜电位（Δψ_m）的降低,继而导致肿瘤细胞的凋亡;显微镜下观察到以上配合物都能引起细胞内活性氧（ROS）的产生,配合物C17和C19能导致A549cisR细胞形态的改变并抑制细胞迁移,此外在体外还能抑制3D肿瘤细胞球的生长。四、通过模拟分子对接、紫外-可见光谱、荧光光谱、琼脂糖凝胶电泳、蛋白印迹实验（Western Blot）、流式细胞术和TRAP分析研究配合物的抗肿瘤细胞作用机制,结果显示配合物可通过多个途径诱导细胞凋亡。1、紫外-可见光谱实验显示配合物C10、C15、C17和C19溶液中加入CT-DNA导致配合物的吸收峰都发生了不同程度的减色效应,证实配合物通过插入与CT-DNA螺旋结合;荧光光谱实验显示配合物C10、C15、C17和C19可竞争取代EB-DNA中EB引起溶液荧光强度的减弱;琼脂糖凝胶电泳结果显示Cu（Ⅱ）配合物C7和C10对DNA的作用比Pt（Ⅱ）配合物C12、C15、C17和C19弱,只有配合物C10高剂量（250μM）时显示对DNA的作用比较明显,而Pt（Ⅱ）配合物C12、C15、C17和C19在较低的剂量（10μM）下对DNA有明显的作用;分子对接模拟结果显示配合物能嵌入DNA分子中,以氢键与DNA发生相互作用,从而导致DNA损伤,DNA损伤的可导致细胞周期的阻滞,这与流式细胞术检测到的配合物对细胞周期影响的结果相符;Western Bolt法检测配合物对周期相关蛋白影响的结果显示:配合物C7和C10能明显抑制细胞周期蛋白CyclinA、细胞周期蛋白依赖性蛋白激酶CDK2和周期调控因子Cdc25A的表达,并能显著上调抑癌基因p21和p27的表达;配合物C12-C16可不同程度地抑制CyclinA和CDK2的表达,并上调p27的表达,配合物C13-C16能显著上调抑癌基因p21的表达;配合物C17和C19抑制CyclinA和CDK2存在剂量相关性,高剂量时显著抑制CyclinA和CDK2的表达,并能显著上调p21的表达。实验证实合成的金属配合可作用于DNA,并通过调节周期相关蛋白的表达对细胞周期产生影响。2、线粒体是多数金属配合物作用的靶点之一,流式细胞术检测结果显示线粒体膜电位能被明显下调;Western Bolt实验检测配合物对凋亡相关蛋白的影响,结果显示配合物C10能明显抑制抗凋亡蛋白Bcl-2的表达,促凋亡蛋白Bad和Bax的表达被上调,细胞色素C和凋亡酶激活因子Apaf-1的表达也明显上调;配合物C12-C16对Bcl-2和Bax表达的影响不一致,其中配合物C12-C15能明显抑制Bcl-2的表达,配合物C14-C16显著上调促凋亡蛋白Bax的表达,并导致细胞色素C的释放;配合物C17和C19在高剂量时明显抑制Bcl-2和Bcl-xL的表达并上调Bax的表达,细胞色素C在高剂量时表达量明显增加;使用流式细胞仪检测Caspase-3/9的表达,结果显示配合物C7、C10、C12-C16、C17和C19能不同程度的激活Caspase-9的表达,并引起Caspase-3被激活。该实验证实配合物可作用于线粒体相关蛋白,诱导线粒体膜电位的降低,激活凋亡执行因子导致细胞凋亡。3、Western Blot实验显示配合物C7、C10、C12-C16、C17和C19对原癌基因c-myc和端粒酶逆转录hTERT表达的抑制很显著,并导致细胞中端粒酶活性的降低;端粒酶活性检测显示配合物C7、C10、C12-C16、C17和C19不同程度地抑制肿瘤细胞中端粒酶的活性。抑制肿瘤细胞端粒酶的活性也是诱导其凋亡的路径之一。