褪黑素（Melatonin,MT）是人体脑部松果体分泌的一种激素,易代谢、毒性低,可有效抑制乳腺癌、肺癌、胰腺癌等多种癌症,与其他化疗药物联合具有协同作用,其抗癌机制复杂且广泛。乏氧诱导因子-1α（HIF-1α）、信号转导和转录激活因子-3（Stat3）在肿瘤部位高表达,降低化疗药物的敏感性,而MT可通过下调HIF-1α和Stat3提高化疗药物的治疗效果。本研究拟将褪黑素引入临床肿瘤治疗经典一线用药——顺铂（Cisplatin）和吉西他滨（Gemcitabine）的结构设计中,发挥多靶点协同作用,增强疗效。目的:肿瘤微环境调控因子HIF-1α和Stat3在多数肿瘤中处于过表达状态,可通过多种调控机制降低化疗药物敏感性。为克服HIF-1α和Stat3引发的化疗治疗抵抗,本文基于褪黑素设计合成新型多靶点Pt（IV）/吉西他滨抗肿瘤药物分子,旨在为临床化疗增敏提供有价值信息,推动高效低毒新型抗肿瘤药物的研发。方法:（一）基于褪黑素的多靶点Pt（IV）抗肿瘤药物的设计合成及活性研究:针对经典二价铂药易耐药毒性大的临床治疗弊端,设计新型四价铂前药,在Pt（IV）的两个轴向位置分别引入褪黑素分子和可与HSA结合的不同碳链长度的异氰酸酯链,合成新型多功能褪黑素Pt（IV）前药分子,该前药在体内可以释放出顺铂和褪黑素,分别靶向于DNA、HIF-1α和Stat3,从而增加铂药的敏感性,实现多靶点治疗。（1）化学合成:首先褪黑素通过酰胺缩合反应得到配体1和2,然后与羟基铂反应制备成单取代的化合物3和4,在四价铂的另一个羟基部位引入不同长度的异氰酸酯链,最终合成目标化合物5?12。运用核磁共振氢/碳谱(¹H NMR和¹³C NMR)和高分辨质谱（HR-MS）对化合物进行结构表征;运用高效液相色谱法测定化合物的纯度和稳定性;运用紫外光谱测定化合物脂水分配系数log P。（2）抗肿瘤活性:运用MTT实验考察化合物对肿瘤细胞的生长增殖抑制作用;运用电感耦合等离子体质谱（ICP-MS）研究化合物在细胞内的累积;运用彗星实验研究化合物对DNA的损伤情况;运用流式细胞仪研究化合物对细胞凋亡和细胞周期的影响,运用划痕实验研究化合物对肿瘤细胞的迁移抑制率;运用western blot考察化合物抗癌分子作用机制;运用裸鼠荷瘤实验考察化合物体内抑瘤作用。（二）基于褪黑素的多靶点吉西他滨抗肿瘤药物的设计合成及活性研究:胰腺癌和非小细胞肺癌临床一线用药吉西他滨脂溶性差,难以借助被动扩散通过细胞膜,需依赖特定的核酸转运载体进入肿瘤细胞,但肿瘤细胞可因为缺乏核酸转运载体导致吉西他滨耐药。本研究将具有潜在抗肿瘤作用的褪黑素与吉西他滨相连,增加吉西他滨的脂溶性,提高肿瘤对药物的被动摄取,克服缺乏核酸转运载体导致的吉西他滨耐药,同时发挥MT对HIF-1α和Stat3的调控作用,增敏化疗,提高吉西他滨治疗效果。（1）化学合成:先利用二碳酸二叔丁酯进行吉西他滨的氨基基团的保护,将丁二酸酐改造后的褪黑素与Boc保护的吉西他滨在EDCI,DMAP的作用下进行酯化反应,反应后的产物通过TFA/DCM进行Boc的脱保护最终合成目标产物MT-GEM,通过¹H NMR和¹³C NMR和HR-MS对化学结构进行表征。（2）抗肿瘤活性:利用MTT实验对MT-GEM的IC₅₀值进行研究,考察MT-GEM在A549、MCF-7等多种肿瘤细胞和正常细胞生长增殖抑制作用,并与吉西他滨及联合给药方式进行比较分析。结果:（一）基于褪黑素的多靶点Pt（IV）抗肿瘤药物的设计合成及活性研究。成功合成8个四价铂分子5?12,得到5个中间体oxoplatin和1?4。并进行了结构表征和纯度分析（>95%）。MTT实验发现11的IC₅₀值为顺铂的87倍,作为活性最好的化合物被选作代表进行后期机制研究。在MCF-7细胞中,检测到11在细胞内释放出顺铂和褪黑素衍生物2,在MCF-7高的铂摄取,严重的DNA损伤,强烈的诱导细胞凋亡以及S期细胞阻滞,抑制肿瘤细胞的转移。western blot实验显示化合物能有效地抑制HIF-1α和p-Stat3蛋白的表达。这些实验证明了11能发挥顺铂和MT的协同抗肿瘤作用。体内抗肿瘤实验的结果展示了化合物11具有与顺铂相似的抗肿瘤活性,但不同于顺铂会引起严重的系统毒性,11几乎没有可观测的组织毒性。（二）基于褪黑素的多靶点吉西他滨抗肿瘤药物的设计合成及活性研究。成功合成一个化合物GEM-MT,并进行MTT研究,在A549中GEM-MT和联合给药组均表现出优于吉西他滨的细胞毒和高的选择指数。结论:本研究成功合成得到16个化合物,包括8个基于褪黑素的Pt（IV）前药分子和1个基于褪黑素的吉西他滨的抗肿瘤药物,以及7个中间体。本课题摆脱传统的设计理念将自身分泌的褪黑素与临床治疗一线抗肿瘤药物结合,不仅能提高抗肿瘤效果而且对人体具有安全性,这为临床化疗药物的结构优化和改造提供了新思路。