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Synthesis, characterization, and photodynamic therapy activity of 5,10,15,20-Tetrakis(carboxyl)porphyrin.
Bioorganic & Medicinal Chemistry ( IF 3.3 ) Pub Date : 2019-03-27 , DOI: 10.1016/j.bmc.2019.03.051 Zhao Zhang 1 , Hua-Jun Yu 1 , Shang Wu 1 , Hui Huang 1 , Li-Ping Si 2 , Hai-Yang Liu 3 , Lei Shi 4 , Hai-Tao Zhang 1
Bioorganic & Medicinal Chemistry ( IF 3.3 ) Pub Date : 2019-03-27 , DOI: 10.1016/j.bmc.2019.03.051 Zhao Zhang 1 , Hua-Jun Yu 1 , Shang Wu 1 , Hui Huang 1 , Li-Ping Si 2 , Hai-Yang Liu 3 , Lei Shi 4 , Hai-Tao Zhang 1
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Water-soluble porphyrins are considered promising drug candidates for photodynamic therapy (PDT). This study investigated the PDT activity of a new water-soluble, anionic porphyrin (1-Zn), which possesses four negative charges. The photodynamic anticancer activity of 1-Zn was investigated by the MTT assay, with mTHPC as a positive control. The cellular distribution was determined by fluorescence microscopy. Holographic and phase contrast images were recorded after 1-Zn treatment with a HoloMonitor™ M3 instrument. The inhibition of A549 cell growth achieved by inducing apoptosis was investigated by flow cytometry and fluorescence microscopy. DNA damage was investigated by the comet assay. The expression of apoptosis-related proteins was also measured by western blot assays. 1-Zn had better phototoxicity against A549 cells than HeLa and HepG2 cancer cells. Interestingly, 1-Zn was clearly located almost entirely in the cell cytoplasmic region/organelles. The late apoptotic population was less than 1.0% at baseline in the untreated and only light-treated cells and increased to 40.5% after 1-Zn treatment and irradiation (P < 0.05). 1-Zn triggered significant ROS generation after irradiation, causing ΔΨm disruption (P < 0.01) and DNA damage. 1-Zn induced A549 cell apoptosis via the mitochondrial apoptosis pathway. In addition, 1-Zn bound in the groove of DNA via an outside binding mode by pi-pi stacking and hydrogen bonding. 1-Zn exhibits good photonuclease activity and might serve as a potential photosensitizer (PS) for lung cancer cells.
中文翻译：
5,10,15,20-四（羧基）卟啉的合成，表征和光动力治疗活性。
水溶性卟啉被认为是光动力疗法（PDT）的有前途的候选药物。这项研究调查了具有四个负电荷的新型水溶性阴离子卟啉（1-Zn）的PDT活性。通过MTT分析，以mTHPC作为阳性对照，研究了1-Zn的光动力学抗癌活性。细胞分布通过荧光显微镜确定。在使用HoloMonitor™M3仪器进行1-Zn处理后，记录了全息图和相衬图像。通过流式细胞术和荧光显微镜研究了通过诱导细胞凋亡实现的对A549细胞生长的抑制。通过彗星试验研究了DNA损伤。凋亡相关蛋白的表达也通过蛋白质印迹测定法测量。1-Zn对HeLa和HepG2癌细胞的A549细胞具有更好的光毒性。有趣的是，1-Zn几乎完全位于细胞质区域/细胞器中。在未经处理和仅经光处理的细胞中，晚期凋亡种群在基线时小于1.0％，并且在1-Zn处理和照射后增加至40.5％（P <0.05）。1-Zn辐照后引发大量的ROS生成，引起ΔΨm破坏（P <0.01）和DNA损伤。1-Zn通过线粒体凋亡途径诱导A549细胞凋亡。另外，1-Zn通过pi-pi堆积和氢键通过外部结合模式结合在DNA的凹槽中。1-Zn表现出良好的光核酸酶活性，并可能用作肺癌细胞的潜在光敏剂（PS）。1-Zn明显几乎完全位于细胞质区域/细胞器中。在未经处理和仅经光处理的细胞中，晚期凋亡种群在基线时小于1.0％，并且在1-Zn处理和照射后增加至40.5％（P <0.05）。1-Zn辐照后引发大量的ROS生成，引起ΔΨm破坏（P <0.01）和DNA损伤。1-Zn通过线粒体凋亡途径诱导A549细胞凋亡。另外，1-Zn通过pi-pi堆积和氢键通过外部结合模式结合在DNA的凹槽中。1-Zn表现出良好的光核酸酶活性，并可能用作肺癌细胞的潜在光敏剂（PS）。1-Zn明显几乎完全位于细胞质区域/细胞器中。在未经处理和仅经光处理的细胞中，晚期凋亡种群在基线时小于1.0％，并且在1-Zn处理和照射后增加至40.5％（P <0.05）。1-Zn辐照后引发大量的ROS生成，引起ΔΨm破坏（P <0.01）和DNA损伤。1-Zn通过线粒体凋亡途径诱导A549细胞凋亡。另外，1-Zn通过pi-pi堆积和氢键通过外部结合模式结合在DNA的凹槽中。1-Zn表现出良好的光核酸酶活性，并可能用作肺癌细胞的潜在光敏剂（PS）。1-Zn处理和辐照后5％（P <0.05）。1-Zn辐照后引发大量的ROS生成，引起ΔΨm破坏（P <0.01）和DNA损伤。1-Zn通过线粒体凋亡途径诱导A549细胞凋亡。另外，1-Zn通过pi-pi堆积和氢键通过外部结合模式结合在DNA的凹槽中。1-Zn表现出良好的光核酸酶活性，并可能用作肺癌细胞的潜在光敏剂（PS）。1-Zn处理和辐照后5％（P <0.05）。1-Zn辐照后引发大量的ROS生成，引起ΔΨm破坏（P <0.01）和DNA损伤。1-Zn通过线粒体凋亡途径诱导A549细胞凋亡。另外，1-Zn通过pi-pi堆积和氢键通过外部结合模式结合在DNA的凹槽中。1-Zn表现出良好的光核酸酶活性，并可能用作肺癌细胞的潜在光敏剂（PS）。
更新日期：2019-03-27
中文翻译：
5,10,15,20-四（羧基）卟啉的合成，表征和光动力治疗活性。
水溶性卟啉被认为是光动力疗法（PDT）的有前途的候选药物。这项研究调查了具有四个负电荷的新型水溶性阴离子卟啉（1-Zn）的PDT活性。通过MTT分析，以mTHPC作为阳性对照，研究了1-Zn的光动力学抗癌活性。细胞分布通过荧光显微镜确定。在使用HoloMonitor™M3仪器进行1-Zn处理后，记录了全息图和相衬图像。通过流式细胞术和荧光显微镜研究了通过诱导细胞凋亡实现的对A549细胞生长的抑制。通过彗星试验研究了DNA损伤。凋亡相关蛋白的表达也通过蛋白质印迹测定法测量。1-Zn对HeLa和HepG2癌细胞的A549细胞具有更好的光毒性。有趣的是，1-Zn几乎完全位于细胞质区域/细胞器中。在未经处理和仅经光处理的细胞中，晚期凋亡种群在基线时小于1.0％，并且在1-Zn处理和照射后增加至40.5％（P <0.05）。1-Zn辐照后引发大量的ROS生成，引起ΔΨm破坏（P <0.01）和DNA损伤。1-Zn通过线粒体凋亡途径诱导A549细胞凋亡。另外，1-Zn通过pi-pi堆积和氢键通过外部结合模式结合在DNA的凹槽中。1-Zn表现出良好的光核酸酶活性，并可能用作肺癌细胞的潜在光敏剂（PS）。1-Zn明显几乎完全位于细胞质区域/细胞器中。在未经处理和仅经光处理的细胞中，晚期凋亡种群在基线时小于1.0％，并且在1-Zn处理和照射后增加至40.5％（P <0.05）。1-Zn辐照后引发大量的ROS生成，引起ΔΨm破坏（P <0.01）和DNA损伤。1-Zn通过线粒体凋亡途径诱导A549细胞凋亡。另外，1-Zn通过pi-pi堆积和氢键通过外部结合模式结合在DNA的凹槽中。1-Zn表现出良好的光核酸酶活性，并可能用作肺癌细胞的潜在光敏剂（PS）。1-Zn明显几乎完全位于细胞质区域/细胞器中。在未经处理和仅经光处理的细胞中，晚期凋亡种群在基线时小于1.0％，并且在1-Zn处理和照射后增加至40.5％（P <0.05）。1-Zn辐照后引发大量的ROS生成，引起ΔΨm破坏（P <0.01）和DNA损伤。1-Zn通过线粒体凋亡途径诱导A549细胞凋亡。另外，1-Zn通过pi-pi堆积和氢键通过外部结合模式结合在DNA的凹槽中。1-Zn表现出良好的光核酸酶活性，并可能用作肺癌细胞的潜在光敏剂（PS）。1-Zn处理和辐照后5％（P <0.05）。1-Zn辐照后引发大量的ROS生成，引起ΔΨm破坏（P <0.01）和DNA损伤。1-Zn通过线粒体凋亡途径诱导A549细胞凋亡。另外，1-Zn通过pi-pi堆积和氢键通过外部结合模式结合在DNA的凹槽中。1-Zn表现出良好的光核酸酶活性，并可能用作肺癌细胞的潜在光敏剂（PS）。1-Zn处理和辐照后5％（P <0.05）。1-Zn辐照后引发大量的ROS生成，引起ΔΨm破坏（P <0.01）和DNA损伤。1-Zn通过线粒体凋亡途径诱导A549细胞凋亡。另外，1-Zn通过pi-pi堆积和氢键通过外部结合模式结合在DNA的凹槽中。1-Zn表现出良好的光核酸酶活性，并可能用作肺癌细胞的潜在光敏剂（PS）。
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