脂质体包裹的铱(III)复合物通过诱导免疫原性细胞死亡显著增强抗肿瘤效果，从而增加CD8+ T细胞的数量

《European Journal of Medicinal Chemistry》：Liposome-encapsulated iridium(III) complexes significantly enhance antitumor efficiency through immunogenic cell death to increase CD8+ T cells

抗肿瘤铱(III)配合物Ir10a和Ir10b及其脂质体负载形式通过抑制细胞周期、诱导线粒体膜电位下降和释放细胞色素C，激活p38-MAPK通路介导的凋亡。同时触发免疫原性细胞死亡，伴随CRT、HSP70和HMGB1表达升高，激活CD8+T细胞免疫应答。铁死亡标志物GSH降低、MDA升高及GPX4和铁蛋白表达下降得到证实。体内实验显示Ir10blip肿瘤抑制率达67.92%，优于游离配合物。研究为宫颈癌提供了高效低毒的纳米药物候选方案。

　　

双慧唐|欣瑶|佳艺梁|海清黄|慧茵|袁贞刘|景哲生|云军刘|秀珍王

广东药科大学药学院，广州，510006，中国

摘要

由于独特的化学性质和生物活性，铱(III)配合物成为研究热点。本文合成了两种铱(III)配合物：[Ir(bzq)₂(BDIP)]PF₆（bzq = 苯并[h]喹啉，BDIP = 2-(6-溴苯并[d][1,3]二氧环-5-基)-1H-咪唑[4,5-f][1,10]菲）和[Ir(piq)₂(BDIP)]PF₆（piq = 1-苯基异喹啉）。研究了这些配合物及其脂质体包裹形式Ir10alip和Ir10blip的抗肿瘤活性及其机制。通过细胞摄取实验发现，配合物和脂质体都能进入细胞，但细胞内的Ir10a和Ir10b含量较低。Ir10a、Ir10b、Ir10alip和Ir10blip能够抑制细胞克隆形成和细胞侵袭，降低线粒体膜电位，并诱导细胞色素C的释放。它们通过p38-MAPK通路诱导细胞凋亡。我们还发现CRT、HSP70和HMGB1的表达增加，证明这些配合物引发了免疫性细胞死亡，进一步激活了免疫反应，增加了CD8⁺ T细胞的数量。GSH的减少、MDA的增加以及GPX4和铁蛋白表达的下降为铁死亡（ferroptosis）提供了有力证据。通过异种移植肿瘤实验进一步研究了Ir10b和Ir10blip的体内抗肿瘤活性，结果表明Ir10b和Ir10blip的肿瘤抑制率分别为33.02%和67.92%，说明Ir10blip在体内具有更好的抗肿瘤效果。上述结果表明，Ir10a、Ir10b、Ir10alip和Ir10blip有望为宫颈癌患者提供高效且低毒性的治疗选择，这项工作对未来抗肿瘤药物的研发具有重要意义。

引言

宫颈癌是全球重要的健康问题，尤其是在低收入和中等收入国家，由于预防和治疗的资源有限，导致发病率和死亡率上升。¹自1978年FDA批准顺铂以来，基于铂的药物彻底改变了癌症化疗，成为多种恶性肿瘤的一线治疗手段。²³然而，这些药物的临床应用受到剂量限制毒性、获得性耐药性和选择性差的严重阻碍，这些问题共同导致了宫颈癌等侵袭性癌症的治疗失败。⁴⁵这些挑战促使人们积极探索替代的过渡金属配合物，因为它们具有不同的作用机制、更高的动力学惰性和更低的系统毒性。特别是铱(III)配合物表现出独特优势，如光物理性质、线粒体靶向能力，以及通过活性氧（ROS）生成、内质网（ER）应激和细胞周期停滞等多种途径诱导细胞死亡。⁶⁷⁸⁹¹⁰但由于水溶性差，铱配合物的临床应用受到限制。为了解决这些问题，出现了纳米载体系统（如脂质体），以提高药物稳定性、延长循环时间并改善肿瘤特异性积累。¹¹¹²特别是聚乙二醇化脂质体能够减缓网状内皮系统（RES）的快速清除，同时实现药物在肿瘤部位的控释。¹³¹⁴¹⁵在之前的研究中，我们发现[Ir(ppy)₂(BAPIP)](PF₆)（BAPIP = 5-溴-2-氨基-2’-(苯基-1H-咪唑[4,5-f][1,10]菲）对HeLa细胞具有中等程度的细胞毒性（IC₅₀ = 15.3 ± 3.5 μM）。当该配合物被包裹在脂质体中时，其对HeLa细胞的抑制能力显著增强，IC₅₀值为6.9 ± 3.5 μM。¹⁶此外，[Ir(ppy)₂(BDIP)](PF₆)对HeLa细胞的抗癌效率也处于中等水平（IC₅₀ = 19.1 ± 1.3 μM）。¹⁷基于这些研究，本文设计了两种新的铱(III)配合物[Ir(bzq)₂(BDIP)]PF₆（Ir10a）和[Ir(piq)₂(BDIP)]PF₆（Ir10b），预计它们具有中等抗癌效果，而脂质体包裹的配合物将展现出更高的抗癌效率。

合成与表征

合成与表征

配体BDIP是通过6-溴-3,4-亚甲基二氧苯甲醛、1,10-菲啶-5,6-二酮和NH₄Ac在冰醋酸中的直接反应制备的。[Ir(bzq)₂(BDIP)]PF₆（Ir10a）和[Ir(piq)₂(BDIP)]PF₆（Ir10b）分别使用[Ir(bzq)₂Cl₂]₂或[Ir(piq)₂Cl₂]₂与BDIP在CH₂Cl₂和CH₃OH（2:1, v/v）的混合物中，在氩气氛围下合成（方案1）。最终产物通过Al₂O₃柱层析纯化，洗脱剂为CH₂Cl₂和CH₃OH（6:1或8:1, v/v）的混合物。

结论

合成了两种铱配合物Ir10a和Ir10b，并通过HRMS、¹H NMR和¹³C NMR进行了表征。脂质体包裹的配合物Ir10alip和Ir10blip通过乙醇法制备。体外MTT实验显示，Ir10alip和Ir10blip的细胞毒性比Ir10a和Ir10b更强。Ir10a、Ir10b、Ir10alip和Ir10blip能够在G0/G1阶段抑制细胞增殖，并定位在线粒体中，导致线粒体损伤。

[Ir(bzq)₂(BDIP)]PF₆（Ir10a）的合成

准确称量cis-[Ir(bzq)₂Cl]₂（0.5 mmol, 0.292 g）和BDIP（1.0 mmol, 0.420 g），加入三颈烧瓶中，溶于CH₂Cl₂和CH₃OH的混合溶剂中，然后在氩气氛围下于40 °C下回流6小时。冷却至室温后，加入过量的NH₄PF₆并搅拌1小时。溶液过滤后，在减压条件下浓缩并在真空下干燥，得到黄色粗产物。进一步通过柱层析纯化。

CRediT作者贡献声明

袁贞刘：软件支持。景哲生：数据管理。海清黄：软件操作和数据分析。慧茵：初稿撰写。云军刘：项目监督、资金获取和概念设计。秀珍王：审稿与编辑、项目监督。佳艺梁：数据分析。双慧唐：实验方法与研究设计。欣瑶：实验实施。

利益冲突声明

作者声明不存在利益冲突。

致谢

我们感谢国家自然科学基金（项目编号21877018、82171700）和学科培训卓越计划、创新与质量改进工程项目（项目编号2024ZZ05）的支持。